纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究

纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究
纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究

纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究由于纯电动汽车无发动机冷却热源用于冬季车内供热,开发冷暖两用的热泵型空调系统,已成为当前纯电动汽车空调系统开发亟待解决的关键技术。本文基于准双级压缩循环原理,结合工质R134a的低温特性和系统设备的结构特点,提出了纯电动汽车用低温热泵型空调系统,解决了R134a热泵空调系统低温环境工况下高效可靠供热运行技术,为开发适合纯电动汽车的高效热泵空调系统提供了可行的技术方法。

研究成果包括以下几个方面:(1)建立了纯电动汽车用低温热泵型空调系统数学模型。包含混气型涡旋式电动压缩机、车外换热器(冷凝器)、车内换热器(蒸发器)、电子膨胀阀、混气换热器(中间换热器)以及循环工质R134a热物性参数数学模型,并根据系统各个部件之间的耦合性能,形成预测该系统性能的系统数学模型。

模拟分析了车外环境温度、混气比率等因素对纯电动汽车用低温热泵型空调系统运行特性的影响。模拟结果与实验结果对比,二者变化趋势相同,吻合较好。

(2)设计了纯电动汽车用低温热泵型空调系统。该系统可根据运行工况和实际需要实现中压补气和低压混气两种热泵供热循环技术,可实现不同工况下对电动汽车制冷、制热、车外换热器除霜等多种基本工作模式,通过压缩机降温增效混气系统和辅助电加热器使该系统能够在室外-20℃超低温环境温度下高效稳定地进行制热循环。

(3)设计并搭建了纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能实验平台。通过该实验台分别完成了电动汽车制冷、普通制热、低温制热和车外换热器除霜等基本工作模式下系统的性能实验。

实验研究结果表明:低温工况下压缩机排气温度显著降低,当车外环境温度为-20℃时仍正常运行,压缩机排气温度可有效控制在80℃以下,解决了非混气热泵循环排气温度过高无法正常工作的情况;系统制热量明显提升,在车外环境温度为10℃时,非混气热泵空调系统制热量为4200W左右,混气型低温热泵空调系统制热量在5300W左右,制热量提高了20%以上;系统低温工况运行效率较高,在车外环境温度为-20℃时,系统COP达1.5左右,高于电加热供热、热电半导体供热等其他供热方式。(4)提出了提温增焓逆循环快速融霜技术方法。

经实验研究,在0℃至-20℃的环境温度下,利用该快速融霜技术方法可在50~100秒时间内完成车外换热器的完全融霜,实现了快速融霜。(5)依据模拟与实验结果对纯电动汽车用低温热泵型空调系统进行了优化,开发了国内第一台纯电动汽车车载低温热泵空调系统,在大型人工环境实验室进行了相关的车载性能实验。

实验结果表明,该车载系统在标准制冷工况、标准制热工况、低温制热工况下均表现出良好的系统性能,并通过压缩机的变频转速控制和PTC(正温度系数的热敏电阻)辅助热源保证了系统在高温和低温环境温度下车内温度维持在舒适范围,实现了系统高效节能与可靠运行的统一。

电动汽车空调系统

电动汽车空调系统 、电动汽车空调系统 全球气候变暖、大气污染以及能源成本高涨等问题日趋严峻,汽车作为环境污染和能源消耗的主要来源之一,其节能减排问题受到了越来越广泛的重视,各国政府和汽车企业均将节能环保当作未来汽车技术发展的指导方向,这样节能环保的电动也就应运而生。电动汽车是集汽车技术、电子及计算机技术、电化学技术、能源与新材料技术于一体的高新技术产品,与普通内燃机汽车相比,具有无污染、噪声低及节省石油资源的特点。基于以上电动汽车的特点,它极有可能成为人类新一代的清洁环保交通工具,它的推广普及具有不可估量的重要意义。 电动汽车的出现也为电动汽车空调的研究开发提出了新的课题与挑战。汽车空调的功能就是把车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。在各种气候环境条件下,电动汽车车厢内应保持舒适状态,以提供舒适的驾驶和乘坐环境。另外,拥有一套节能高效的空调系统对电动汽车开拓市场也起到至关重要的作用。因此,在开发研制电动汽车同时, 必然也要对其配套的空调系统进行开发与研制。 对于目前传统燃油汽车空调系统,制冷主要采用发动机驱动的蒸汽压缩式制冷系统进行降温,而制热主要采用燃油发动机产生的余热。而对于电动汽车中的纯电动汽车以及燃料电池汽车来说,没有发动机作为空调压缩机的动力源,也不能提供作为汽车空调冬天制热用的热源,因此无法直接采用传统汽车空调系统的解决方案;对于混合动力车型来说,发动机的控制方式多样,故空调压缩机也不能采用发动机直接驱动的方案。综合以上原因,在电动汽车的开发过程中,必须研究适合电动汽车使用的新型空调系统。对于电动汽车来说,车上拥有高压直流电源,因此,采用电动热泵型空调系统,压缩机采用电机直接驱动,成为电动汽车可行的解决方案。 、电动汽车空调的特点 电动汽车空调与普通空调装置相比,电动汽车空调装置以及车内环境主要有以下特点:八、、? 1)汽车空调系统安装在运动的车辆上,要承受剧烈而频繁的振动与冲击,要求电动汽车

电动汽车空调国内外现状和发展趋势

电动汽车空调国内外发展现状及发展趋势 摘要:本文分析了电动汽车空调系统的特点,介绍了国内外电动汽车空调发展现状,根据现状和实际使用需求叙述了电动汽车空调的发展趋势。 关键字:电动汽车空调发展现状热泵发展趋势 引言 全球气候变暖、大气污染以及能源成本高涨等问题日趋严峻,汽车作为环境污染和能源消耗的主要来源之一,其节能减排问题受到了越来越广泛的重视,各国政府和汽车企业均将节能环保当作未来汽车技术发展的指导方向,这样节能环保的电动也就应运而生。电动汽车是集汽车技术、电子及计算机技术、电化学技术、能源与新材料技术于一体的高新技术产品,与普通内燃机汽车相比,具有无污染、噪声低及节省石油资源的特点。基于以上电动汽车的特点,它极有可能成为人类新一代的清洁环保交通工具,它的推广普及具有不可估量的重要意义。 电动汽车的出现也为电动汽车空调的研究开发提出了新的课题与挑战。汽车空调的功能就是把车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。在各种气候环境条件下,电动汽车车厢内应保持舒适状态,以提供舒适的驾驶和乘坐环境。另外,拥有一套节能高效的空调系统对电动汽车开拓市场也起到至关重要的作用。因此,在开发研制电动汽车同时,必然也要对其配套的空调系统进行开发与研制。 对于目前传统燃油汽车空调系统,制冷主要采用发动机驱动的蒸汽压缩

式制冷系统进行降温,而制热主要采用燃油发动机产生的余热。而对于电动汽车中的纯电动汽车以及燃料电池汽车来说,没有发动机作为空调压缩机的动力源,也不能提供作为汽车空调冬天制热用的热源,因此无法直接采用传统汽车空调系统的解决方案;对于混合动力车型来说,发动机的控制方式多样,故空调压缩机也不能采用发动机直接驱动的方案。综合以上原因,在电动汽车的开发过程中,必须研究适合电动汽车使用的新型空调系统。对于电动汽车来说,车上拥有高压直流电源,因此,采用电动热泵型空调系统,压缩机采用电机直接驱动,成为电动汽车可行的解决方案。 1.电动汽车空调的特点 电动汽车空调与普通空调装臵相比,电动汽车空调装臵以及车内环境主要有以下特点: 1)汽车空调系统安装在运动的车辆上,要承受剧烈而频繁的振动与冲击, 要求电动汽车空调装臵结构中的各个零部件都应具有足够抗振动冲击的强度和良好的系统气密性能; 2)电动汽车大部分属于短距离代步,乘坐时间较短,加上电动汽车内乘员 所占空间比大,产生的热量相对较多,相对热负荷大,要求空调具有快速制冷、制热和低速运行能力; 3)电动汽车空调使用的是车上蓄电池提供的直流电源,压缩机工作效率高, 控制可靠性高,维护方便; 4)汽车车身隔热层薄,而且门窗多,玻璃面积大,隔热性能差,电动汽车 也不例外,致使车内漏热严重;

热泵型电动汽车空调系统性能试验研究上课讲义

热泵型电动汽车空调系统性能试验研究 1.1 研究背景及意义 目前,随着人类越来越多的使用燃油汽车,汽车尾气排放出的二氧化碳加剧了全球 气候极端变化。我国的石油资源的探明储量极其有限,早在2009 年,石油消费进口依 存度就突破了“国际警戒线”(50%),高达52%。汽车保有量却是逐年增加,如果 汽车几乎完全依赖于化石燃料,很容易受到国际石油价格的冲击,甚至导致燃料的供应 中断。再者,燃油汽车的尾气排放出大量的污染物如PM10(可吸入颗粒物)、NOx(氮 氧化物)、SO2(二氧化硫)和VOCs(挥发性有机化合物)等,已经成为我国城市大 气污染的主要污染源,严重危害了人们的健康。纯电动汽车是以电能驱动的,具有燃 油汽车无法比拟的优点,主要表现在:一、污染少、噪声低。其本身不排放污染大气 的有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其它污染物也显著 减少,且电动汽车电动机的发出的噪声较燃油汽车发动机小得多;二、能源的利用具有 多元化,电力可以从多种一次能源如煤、核能、水力、太阳能、风能、潮汐能等获得, 能源利用更加安全;三、可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电,起到平抑电网的 峰谷差的作用;四、效率更高和控制更容易实现智能化。 作为一种具有环保和节能优势的先进交通工具,电动汽车受到了越来越广泛的关注。美、日、欧等发达国家不惜投入巨资进行电动汽车的研究开发,取得了丰硕的研究成果,纯电动汽车目前在许多发达国家已得到商业化的应用。我国电动汽车发展起步 较晚,但国家从维护能源安全,改善大气环境,提高汽车工业竞争力和实现我国汽车工 业的跨越式发展的战略高度考虑,从“八五”开始到现在,电动汽车研究一直是国家计 划项目,并在2001 年设立了“电动汽车重大科技专项”,通过组织企业、高校和科研 机构,集中各方面力量进行技术攻关。与此同时,上海、广州和深圳等地的地方政 府也出台了相应的扶持新能源汽车的发展政策,计划实现电动汽车在本地的产业化。 电动汽车代表未来汽车发展的方向,各国政策的扶持为电动汽车的发展铺平了道 路,近年来,它们在全世界范围内呈现出欣欣向荣的的发展态势,据国外著名金融杂志 JP Morgan 报道,预计到2020 年全球将有1100 万辆电动汽车上市销售,这意味着到那时电动汽车将分别占有北美20%和全球13%的市场份额,但目前电动汽车的发展遇到 很多技术问题,特别动力电池技术,续驶里程的提高和充电网络的建设等问题。 空调系统作为改善驾驶员工作条件、提高工作效率、提高汽车安全性及为乘员营造 健康舒适的乘车环境的重要手段,对燃油汽车和电动汽车而言,都是必不可少的。电 动汽车用空调系统与普通的汽车(内燃机驱动)空调相比,由于原动机不同而引发一系 列新变化。主要体现在:1)普通的汽车空调系统的压缩机依靠发动机通过一个电磁离 合器驱动,而电动汽车空调压缩机自带电动机独立驱动;2)电动汽车没有用来采暖的 发动机余热,不能提供作为汽车空调冬天采暖用的热源,必须自身具有供暖的功能,即 要求制冷、制热双向运行的热泵型空调系统。 纯电动汽车空调系统制冷、供暖和除霜所需能量均来自于整车动力电池。作为电动 汽车功耗最大的辅助子系统,空调系统的使用将极大的降低其续驶里程。因而,通过优 化电动汽车空调系统的设计以提高其性能对提高电动汽车续驶里程,推广电动汽车的应 用有着重要意义。 1.2.2 热泵式汽车空调研究现状 汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。随着 汽车的日益普及以及人们对汽车的舒适性、安全性要求的提高,汽车空调系统已经成为 现代汽车上必不可少的装置。汽车空调工作环境的特殊性如需要承受频繁的震动和冲

新能源汽车空调系统技术初探

新能源汽车空调系统技术初探摘要:随着新能源汽车产业深入推进,不仅推动了空调系统技术发展步伐,并且使用效益更加显著。新能源汽车应用的空调系统主要包括余热利用空调与热泵式空调系统两种,无论是在压缩机类型上,还是在制冷制热系统形式上,以及蒸发器、冷凝器等方面,都存在较大差异。但对空调系统安全性、可靠性等方面的追求都是不变的,以确保驾驶室舒适度与稳定性。 关键词:新能源汽车;空调系统;热泵 新能源汽车项目起步晚,且发展处于摸索实践阶段,整车结构及系统仍有较大的完善空间。尤其是空调技术发展仍面临着电池造价高、设计工艺水平低、电池过热,以及内部零件碰撞等问题,尤其是在高速行驶中,以此对空调装置结构与系统性能提出了更高的要求。空调系统技术的发展势必会带动项目产业化发展,但目前首要的是攻克电池瓶颈,加大燃料电池,以及电动压缩机研发力度,利用新型环保制冷,能够进一步推动汽车工业改革。 1新能源车空调系统分析 1.1燃料电池余热利用空调系统 燃料电池发电装置能够将化学能有效转换为电能,借助燃料与氧化剂实现,转化效率高,其余转化为废热与温水、蒸汽。燃料电池属于动力源,利用能源效率比常规内燃机高,但燃料电池出现过热后,其性能、工作效率直接降低。对此,利用余热为车辆供暖,其经济性、能量利用率明显优化。综合考虑能源供应与性价比、生态环保等因素,

研究结果表明氢是首选燃料。电解质种类多样,可分为熔融碳酸盐类,以及固体氧化物类等,其中质子交换膜燃料电池,工作电流相对较大,能量效率高,且可在数秒时间内完成冷启动,排出近80℃的废热,多以吸收式制冷空调系统为主,热泵启动热源,以燃料电池冷却液为主。对此,吸收式热泵发动机输出功率消耗低,熔液泵需消耗部分电能。同时吸收式热泵,其总需求电能相比压缩式热泵高。为满足城市公交与大巴空调制冷需求,加强了对吸收式制冷系统的创新,制冷剂以乙二醇和水为主,吸收剂以溴化锂为主,吸收式制冷系统热动力驱动,主要通过热管理系统主管热器,与制冷系统发生器的热交换实现。主换热器上设置旁通支路,并连接变频水泵,当燃料电池热量过高,且由空调制冷需求时,热量能从旁通支路给予,确保燃料电池始终保持适宜温度工况。同时电池辅助器与吸收器等电池热管理系统器件的冷却系统相同,车外风冷式换热器与冷却系统相通。燃料电池供暖系统的工作过程如下,截止阀打开后,使电池发动机处于工作状态,控制电池散热器,通过中间换热器,实现冷却液从发动机出口处流至进口处,由换热器热能沿着供暖管路持续向车内提供热风。 1.2热泵式空调系统 热泵式压缩机是由独立式电机驱动,动力系统驱动电机,以及电动压缩机是由电池组供电,不会影响汽车运行安全性,同时也不会受到汽车运行的干扰。热泵式空调系统应用后,从车内顶部吸入新鲜空气,空气加热后,在挡风玻璃内完成除霜处理,并吹出热气,即在内部处理后由风道左右两侧吹出。不仅节省能耗,同时解决了车内湿度

电动汽车空调系统方案

电动汽车加装空调系统方案 现阶段的电动汽车空调控制系统主要分两种: 1、热电(偶)空调控制系统 2、热泵型空调控制系统 热电偶空调控制系统具有很多适合电动汽车使用的特点,并且与传统机械压缩式空调系统相比,热电空气调节具有以下特点: a)、热电元件工作需要直流电源; b)、改变电流方向即可产生制冷、制热的逆效果; c)、热电制冷片热惯性非常小,制冷时间很短,在热端散热良好冷端空载的情况下,通电不到一分钟,制冷片就能达到最大温差; d)、调节组件工作电流的大小即可调节制冷速度和温度,温度控制精度可达0.001℃,并且容易实现能量的连续调节; e)、在正确设计和应用条件下,其制冷效率可达90%以上,而制热效率远大于1; f)、体积小、重量轻、结构紧凑,有利于减小电动汽车的整备质量;可靠性高、寿命长并且维护方便;没有转动部件,因此无振动、无摩擦、无噪声且耐冲击 但是对于热电(偶)电动汽车空调系统,目前存在着热电材料的优值系数较低,制冷性能不够理想,并且热电堆产量受到构成热电元件的蹄元素产量的限制。不具备电动汽车

空调节能高效的要求。这使得电动汽车空调更倾向于选用节能高效的热泵型空调。 热泵型空调控制系统是在原有燃油汽车上进行改进的,该技术最大的优点就是制冷、制热效率高,相关企业开发的全封闭电动涡旋压缩机,是由一个直流无刷电动机驱动,通过制冷剂回气冷却,具有噪声低,振动小,结构紧凑,质量轻等优点。 综上所述:电动汽车所优先选用的空调系统为冷暖一体式热泵型空调控制系统。加热系统采用传统的PTC加热系统,制冷系统采用蓄电池直接驱动电动压缩机,通过脉宽调制对压缩机转速进行调整,从而调节制冷量,冷凝设备主要用的是平行流冷凝器,蒸发设备主要用的是层叠式蒸发器,节流装置仍然是热力膨胀阀,制冷剂仍然是R134a。 空调各部件尺寸根据各个供应商送样决定。

电动汽车热泵空调系统的实验研究

电动汽车用热泵空调系统的实验研究 轩小波1,2陈斐1,2 1.上海新能源汽车空调工程技术研究中心 2.上海加冷松芝汽车空调股份有限公司制冷研究院 摘要:基于一款电动汽车空调设计了热泵空调系统试验台架,研究了不同压缩机转速和环境温度条件下双换热器和三换热器系统对热泵空调换热性能、总成出风口平均温度及系统COP的影响。结果表明,环境温度越高双换热器系统和三换热器系统的换热性能越高,且三换热器系统的性能优势越明显;压缩机转速为5500rpm、室外环境温度为7℃、1℃、-5℃工况下,三换热器系统较双换热器系统总成出风口平均温度分别高8.0℃、7.2℃和6.1℃,系统COP分别提高15.0%、16.5%和18.2%,提高了电动汽车乘员舱的舒适性和能效比。 关键词:电动汽车热泵空调实验研究三换热器系统系统COP Experimental Research of Heat Pump Air-conditioning System for Electric Vehicle Songz automobile air conditioning co.,ltd Shanghai 201108 Abstract: Designed a test bench of heat pump air conditioning system based on an electric car air-conditioning. The impact of heat pump air conditioning system transfer performance, average temperature of the outlet assembly and the system coefficient of performance were studied base on two exchangers system and three exchangers system, under different compressor speeds and different ambient temperatures. The test results indicate that, higher the ambient temperature, higher the heat transfer performance of the two exchangers system and three exchangers system, transfer performance advantages more obvious of the three exchangers system. Under compressor speed is 5500rpm, ambient temperature is 7℃,1℃,-5℃conditions, average temperature of outlet assembly of the three exchangers system higher 8.0℃, 7.2℃and 6.1℃than the two exchangers system, the coefficient of performance increased 15.0%, 16.5% and 18.2% respectively, and the electric vehicle passenger compartment comfort and energy efficiency is also improved. Key words: electric vehicle heat pump air-conditioning experimental research three heat exchangers system system coefficient of performance 1前言

电动汽车空调的现状与发展

电动汽车空调的现状与发展 The status and the development trend of electric vehicle air conditioning 摘要:本文分析了电动汽车空调的结构,制冷系统原理,特点和发展状况,并且为了提高其舒适性,分析发展趋势以及更好的汽车空调新技术。 Abstract:The paper analyzes the electrical automobile air conditioners’ characteristics and development status in order to improve its comfort, and want to find out new technology of air conditioner to make it better. 关键词:电动汽车(Electric automobile)电动汽车的结构(Electrical automobile’structure)空调系统(air conditioner)现状(present situation)发展趋势(the development trend) 前言: 汽车空调在当今社会的汽车配置中可以说是重中之重,在各种季节、天气及其它行驶条件下,大家都希望车厢内保持舒适的状态。汽车空调的功能就是把车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。而对于新一代的纯电动环保型汽车来说空调的设置无疑与现在的主流汽车有所不同,但匹配空调系统又是

完全必要的,所以拥有一套节能高效的空调系统是现今市场的急切需要的。 正文: 电动汽车的结构: 电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。 1. 电源 电源为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动机将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前,电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,铅酸蓄电池由于比能量较低,充电速度较慢,寿命较短,逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍铬电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等,这些新型电源的应用,为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。 2. 动机调速控制装置 电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的,其作用是控制电动机的电压或电流,完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。

汽车空调热泵系统可行性分析报告

汽车空调热泵系统可行性分析 随着汽车技术的发展,热泵空调系统的开发显得尤其重要。本文通过对国外热泵空调研究进展进行分析,讨论了各种系统在汽车中实现的可能性以及今后所要重点解决的问题。关键词:热泵空调辅助加热二氧化碳三角循环 0 前言目前汽车中广泛使用的空调系统仅... 随着汽车技术的发展,热泵空调系统的开发显得尤其重要。本文通过对国外热泵空调研究进展进行分析,讨论了各种系统在汽车中实现的可能性以及今后所要重点解决的问题。 关键词:热泵空调辅助加热二氧化碳三角循环 0 前言 目前汽车中广泛使用的空调系统仅仅能满足夏季工况的制冷要求,冬季工况的采暖是利用温度较高的发动机冷却水加热空气来满足车室舒适性要求。 随着科学技术的进步和汽车工业的不断发展,汽车发动机的效率越来越高,这就使得发动机在冬季工况下能够用来车室取暖的余热越来越少。对于安全和舒适性要求,较长升温周期和缓慢除霜效果是不能接受的。目前在汽车市场上的辅助加热手段,如电加热、阻尼加热器等等在制造成本、性能、效率等方面仍然存在不足。同时电动汽车工业的快速发展需要热泵空调。电动车没有传统汽车用来采暖的发动机余热,无法提供采暖热源。因此,电动汽车的空调系统必须自身具有供暖的功能,即热泵型空调系统和(或)电加热供热。目前,研究汽车热泵空调系统仍然是一个全新的课题。本文将对国外研究较多的汽车空调热泵系统形式进行综述与探讨,以供国研究者参考。 1 R134a热泵空调系统

1.1 改进的R134a空调系统-辅助加热系统 发动机效率越高,可利用来加热车厢的余热就越少。John Meyer等人改进现有空调的加热系统,提高了余热利用率和系统性能。作者利用乙二醇代替空气作为发动机的冷却剂将加热系统改装成利用乙二醇作为热源的热泵。热泵系统运行图如图1(a)和(b)所示。该系统仍然需要使用发动机余热来加热车室,只能作为加热模式下的辅助加热系统。该系统与普通汽车空调最大区别是使用了电磁线圈驱动的滑块式四通阀来进行模式转换并使用节流短管/气液分离器的系统结构。作者在系统中加入了用于冷却液与制冷剂换热的换热器LTR (Liquid-to-Refrigeration),并且改进原系统的蒸发器结构,使它成为能够承受高压的换热器。 图1(a)制冷模式 图1(b)加热模式 低温风洞中的测试结果与基本加热系统进行了比较,如图2所示。利用热泵作为辅助加热手段的系统性能在总体上要比基本加热系统要好。在第5分钟,热泵足部出风温度比基本模式高出10.4℃,因此在快速取暖要求方面,热泵性能更优越。在20分钟关闭热泵时,车室温度已经较高并且乙二醇的温度也已经足够高,这时可以打开节温阀利用发动机余热来加热车室。在怠速时,热泵辅助加热能够提供更多的热量来加热车室。在怠速阶段,两者足部出风温度相差最大达

纯电动汽车电动机&电池匹配参数

电动机&电池匹配 ? 整车参数: 整车自重(带电池):700KG (TBD ) 额定载荷: 300KG (4个人) 车辆滚动半径: 0.247mm ? 计算变速器速比和车速: 无变速箱,无差速器,根据产品定义设计最高车速:80KM/H ,计算电动机最高转速需求: 0.377 0.3770.24780/859/a rn u n km h i n r m ==?== 取满载时最高车速为40KM/H 0.2470.377 40/1 a r u km h == 则430/n r m = ? 计算满载在正常道路上行驶时所需要的扭矩: 初步确定传动效率为0.92,空气阻力系数为0.35、轮胎滚动阻力系数为0.015、迎风面 积2 1.66m 2 21.15M CdA Gf u r η=+ 20.920.35 2.2 8409.80.015800.24721.15M ??=??+? 95.7M Nm = ? 计算在正常道路上行驶时所需要的功率: 3max max 1 ( )360076140e a a Gf CdA P u u η=+ 3 17009.80.020.35 2.2(8080) 5.70.92360076140 e P Kw ???= ?+= ? 选择电动机 根据车辆的安装空间以及市场上的电动机的情况,选择电动机额定电压为72V ;根据车辆用 设车辆最大行驶里程为80KM ,电池放电深度为0.8: 0.8e S P UI V ?=? 82.3I A = 800.88082.3 W S Vt km ==??= 102.875W Ah = 所以选择110Ah 电池

5.9车轮总成 5.9.1 车轮总成的结构:车轮:145/70R12轮胎 5.9.2车轮总成的性能要求 5.9.2.1车轮总成应有合理的负荷能力和速度能力 5.9.2.2轮胎应有良好的附着性能和缓冲性能 5.9.2.3同时考虑铝合金和钢车轮 5.9.2.4具有良好的均匀性和质量平衡性。车轮总成在轮毂边缘上总的动不平衡量不大于80g,每一轮毂边缘单侧只用一块平衡块。 5.9.2.5车轮总成应有较小的滚动阻力和行驶噪声。 5.9.2.6车轮装饰盖与车轮搭配合理。 5.9.2.7无备胎 5.10 电气 5.10.1蓄电池 5.10.1.1免维护式,容量:210A·h 5.10.1.2要求安装位置接近性好、固定可靠 5.10.3.1 组合仪表包括指针式车速表、里程表、指针式电动机转速表、电压表、水温表等。 5.10.3.2组合仪表设有:点亮报警灯、充电指示灯、制动报警灯、转向指示灯、远光指示灯、前雾灯指示灯、防盗报警灯等。 5.10.3.3仪表台灯光应柔和、明亮、可调。 5.10.4喇叭 5.10.4.1单无触点电喇叭。 5.10.5车灯 5.10.5.1整车车外设定前照灯、前/后位置灯、前后转向灯、制动灯、倒车灯、前雾灯、后雾灯(选装)、牌照灯、回复反射器。

电动汽车空调系统

电动汽车空调系统 3.1、电动汽车空调系统 全球气候变暖、大气污染以及能源成本高涨等问题日趋严峻,汽车作为环境污染和能源消耗的主要来源之一,其节能减排问题受到了越来越广泛的重视,各国政府和汽车企业均将节能环保当作未来汽车技术发展的指导方向,这样节能环保的电动也就应运而生。电动汽车是集汽车技术、电子及计算机技术、电化学技术、能源与新材料技术于一体的高新技术产品,与普通内燃机汽车相比,具有无污染、噪声低及节省石油资源的特点。基于以上电动汽车的特点,它极有可能成为人类新一代的清洁环保交通工具,它的推广普及具有不可估量的重要意义。 电动汽车的出现也为电动汽车空调的研究开发提出了新的课题与挑战。汽车空调的功能就是把车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。在各种气候环境条件下,电动汽车车厢内应保持舒适状态,以提供舒适的驾驶和乘坐环境。另外,拥有一套节能高效的空调系统对电动汽车开拓市场也起到至关重要的作用。因此,在开发研制电动汽车同时,必然也要对其配套的空调系统进行开发与研制。 对于目前传统燃油汽车空调系统,制冷主要采用发动机驱动的蒸汽压缩式制冷系统进行降温,而制热主要采用燃油发动机产生的余热。而对于电动汽车中的纯电动汽车以及燃料电池汽车来说,没有发动机作为空调压缩机的动力源,也不能提供作为汽车空调冬天制热用的热源,因此无法直接采用传统汽车空调系统的解决方案;对于混合动力车型来说,发动机的控制方式多样,故空调压缩机也不能采用发动机直接驱动的方案。综合以上原因,在电动汽车的开发过程中,必须研究适合电动汽车使用的新型空调系统。对于电动汽车来说,车上拥有高压直流电源,因此,采用电动热泵型空调系统,压缩机采用电机直接驱动,成为电动汽车可行的解决方案。 3.2、电动汽车空调的特点 电动汽车空调与普通空调装置相比,电动汽车空调装置以及车内环境主要有以下特点:

纯电动汽车制动系统计算方案

目录 前言 (1) 一、制动法规基本要求 (1) 二、整车基本参数及样车制动系统主要参数 (2) 2.1整车基本参数 (2) 2.2样车制动系统主要参数 (2) 三、前、后制动器制动力分配 (3) 3.1地面对前、后车轮的法向反作用力 (3) 3.2理想前后制动力分配曲线及 曲线 (4) 3.2.1理想前后制动力分配 (4) 3.2.2实际制动器制动力分配系数 (4) 五、利用附着系数与制动强度法规验算 (8) 六、制动距离的校核 (10) 七、真空助力器主要技术参数 (11) 八、真空助力器失效时整车制动性能 (11) 九、制动踏板力的校核 (13) 十、制动主缸行程校核 (15) 十一、驻车制动校核 (16) 1、极限倾角 (16) 2、制动器的操纵力校核 (17)

前言 BM3车型的行车制动系统采用液压真空助力结构。前制动器为通风盘式制动器,后制动器有盘式制动器和鼓式制动器两种,采用吊挂式制动踏板,带真空助力器,制动管路为双回路对角线(X型)布置,安装ABS系统。 驻车制动系统为后盘中鼓式制动器和后鼓式制动器两种,采用手动机械拉线式操纵机构。 一、制动法规基本要求 1、GB21670《乘用车制动系统技术要求及试验方法》 2、GB12676《汽车制动系统结构、性能和试验方法》 3、GB13594《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》 4、GB7258《机动车运行安全技术条件》 序号项目设计要求 (商品定义) 国标要求 1 试验路面——干燥、平整的混凝土或具 有相同附着系数的其路面 2 载重满载满载 3 制动初速度100km/h 100km/h 4 制动时的稳定性——不许偏出2.5m通道 5 制动距离或制动减速 度空载≤42mm 满载≤44mm ≤70m或≥6.43 2 / m s 6 踏板力110~130(0.6g 减速度) ≤500N 7 驻车制动停驻角度——20%( 12 ) 8 驻车制动操纵手柄力180—210 ≤400N

汽车空调和热泵系统概述

外语文献翻译 题目: 汽车空调和热泵系统概述 专业:J动力热能 班级:0701 学号:3071105025 姓名:沈海龙 指导老师:王盈慧教授

2010年4月

汽车空调和热泵系统概述——M. Hosoz *, M. Direk 科贾埃利大学机械专业发稿于土耳其2004,11,5,认可于2005,5,18,网上发布于2005,7,14 摘要 这是项关于汽车空调系统的R134a性能特点能够被空气源热泵操作使用的研究。为此目的,实验汽车空气从原始组件组成的设备已执行分析空调系统和一些额外的设备,在该系统的相反方向上操作。系统中的空气调节和热泵通过改变压缩机的速度与空气温度在室内和室外的盘管的入口进行模式测试。评价收集数据中的稳定状态测试运行能力,性能系数显示运行条件的影响,在这两种操作模式下压缩机的放电温度和喷射系数受损于系统的每个组件的速率。热泵只在温和的天气条件和室外温度大幅下降加热能力减少下提供了足够的加热。然而,与空调操作相比,热泵通常能效比高和更低的每单位容量损失。它也是可以通过重新设计室内盘管来提高加热性能,使用另一种较高的热排斥反应率制冷剂在冷凝器作为更好的热源,例如发动机冷却液或废气。 ○c2005 Elsevier 有限公司版权所有。 关键字:汽车空调;热泵;R134a ;COP ;散热 作者通信方式:Tel: +90 262 3032279; fax: +90 262 3032203 E-mail address: mhosoz@https://www.360docs.net/doc/bd523116.html,.tr _(M. Hosoz). 0196-8904/$ - see front matter _ 2005 Elsevier Ltd .All rights reserved. doi:10.1016/j.enconman.2005.05.004

纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究

纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究由于纯电动汽车无发动机冷却热源用于冬季车内供热,开发冷暖两用的热泵型空调系统,已成为当前纯电动汽车空调系统开发亟待解决的关键技术。本文基于准双级压缩循环原理,结合工质R134a的低温特性和系统设备的结构特点,提出了纯电动汽车用低温热泵型空调系统,解决了R134a热泵空调系统低温环境工况下高效可靠供热运行技术,为开发适合纯电动汽车的高效热泵空调系统提供了可行的技术方法。 研究成果包括以下几个方面:(1)建立了纯电动汽车用低温热泵型空调系统数学模型。包含混气型涡旋式电动压缩机、车外换热器(冷凝器)、车内换热器(蒸发器)、电子膨胀阀、混气换热器(中间换热器)以及循环工质R134a热物性参数数学模型,并根据系统各个部件之间的耦合性能,形成预测该系统性能的系统数学模型。 模拟分析了车外环境温度、混气比率等因素对纯电动汽车用低温热泵型空调系统运行特性的影响。模拟结果与实验结果对比,二者变化趋势相同,吻合较好。 (2)设计了纯电动汽车用低温热泵型空调系统。该系统可根据运行工况和实际需要实现中压补气和低压混气两种热泵供热循环技术,可实现不同工况下对电动汽车制冷、制热、车外换热器除霜等多种基本工作模式,通过压缩机降温增效混气系统和辅助电加热器使该系统能够在室外-20℃超低温环境温度下高效稳定地进行制热循环。 (3)设计并搭建了纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能实验平台。通过该实验台分别完成了电动汽车制冷、普通制热、低温制热和车外换热器除霜等基本工作模式下系统的性能实验。

实验研究结果表明:低温工况下压缩机排气温度显著降低,当车外环境温度为-20℃时仍正常运行,压缩机排气温度可有效控制在80℃以下,解决了非混气热泵循环排气温度过高无法正常工作的情况;系统制热量明显提升,在车外环境温度为10℃时,非混气热泵空调系统制热量为4200W左右,混气型低温热泵空调系统制热量在5300W左右,制热量提高了20%以上;系统低温工况运行效率较高,在车外环境温度为-20℃时,系统COP达1.5左右,高于电加热供热、热电半导体供热等其他供热方式。(4)提出了提温增焓逆循环快速融霜技术方法。 经实验研究,在0℃至-20℃的环境温度下,利用该快速融霜技术方法可在50~100秒时间内完成车外换热器的完全融霜,实现了快速融霜。(5)依据模拟与实验结果对纯电动汽车用低温热泵型空调系统进行了优化,开发了国内第一台纯电动汽车车载低温热泵空调系统,在大型人工环境实验室进行了相关的车载性能实验。 实验结果表明,该车载系统在标准制冷工况、标准制热工况、低温制热工况下均表现出良好的系统性能,并通过压缩机的变频转速控制和PTC(正温度系数的热敏电阻)辅助热源保证了系统在高温和低温环境温度下车内温度维持在舒适范围,实现了系统高效节能与可靠运行的统一。

电动汽车空调系统设计指南

电动汽车空调系统设计指南

目 次 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 设计依据标准 (1) 3.1 欧盟标准 (1) 3.2 美国标准 (1) 3.3 国家标准 (1) 3.4 行业标准 (2) 3.5 企业标准 (3) 4 基本要求 (3) 5 空调系统结构布置与设计内容....................................... (4) 5.1 空调系统方案设计 (4) 5.2 HVAC总成选型与布置设计 (4) 5.3 空调控制面板设计 (5) 5.4 空调系统的风道设计 (5) 5.5 压缩机选型设计及压缩机安装支架设计 (7) 5.6 冷凝器及储液器设计 (7) 5.7 冷凝器风扇的选型与安装结构设计 (7) 5.8 制冷管路设计 (8) 5.9 电气控制原理设计与协调 (8) 5.10 空调系统的性能指标及系统试验 (9) 附录A(规范性附录) 空调系统设计流程 (10)

目 次 本指南是充分借鉴公司电动车型空调系统设计过程中的经验及积累的数据、结合公司现有的实际情况及未来发展需要编写而成的,旨在指导公司空调系统的设计工作,期望在空调系统设计的过程中,提高设计效率和精度,本指南将在本公司所有电动车型空调系统设计中实施,并在实践过程中进一步提高完善。

电动汽车空调系统设计指南 1范围 本指南概述了电动汽车空调系统设计依据标准、基本要求、空调系统结构布置与设计内容。 本指南适用于新产品空调系统的设计,老产品改进和改型的空调系统设计可参照执行。 2规范性引用文件 下列文件对本文件的引用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 Q/J B022 电动汽车HVAC总成技术条件 Q/J C021 空调系统参数匹配计算指南 Q/FD TSF6 001 整车空调系统环模试验及路试技术要求 3空调系统设计依据标准 以下标准是空调系统设计过程中性能和结构应依据的标准,空调系统国内国外设计指标及试验项目详见各标准内相关规定。 3.1 欧盟标准 672/2010/EU机动车辆玻璃表面的除霜和除雾系统 2006/40/EC 机动车辆空调系统的排放 ECE R100 关于认证机动车辆的统一规定,涉及施工安全与功能安全的特殊要求 ECE R122 关于M类、N类 及O类车辆在其加热系统方面认证的统一规定 3.2 美国标准 SAE J 2344-2010 电动汽车安全指南 SAE J 902-1999 乘用车前风窗除霜系统 SAE J 381-2000 载货车、大客车及多用途车风窗玻璃除霜系统试验规程和性能要求 49 CFR 393 G77 加热器 FMVSS 101 操纵件、指示器及信号装置的标志 FMVSS 103 风窗玻璃除霜和除雾系统 FMVSS 302 内饰材料的易燃性

电动汽车动力匹配计算规范(纯电动)

XH-JS-04-013 电动汽车动力匹配计算设计规范 编制:年月日 审核:年月日 批准:年月日 XXXX有限公司发布

目录 一、概述 (1) 二、输入参数 (1) 2.1 基本参数列表 (1) 2.2 参数取值说明 (1) 三、XXXX动力性能匹配计算基本方法 (2) 3.1 驱动力、行驶阻力及其平衡 (3) 3.2 动力因数 (6) 3.3 爬坡度曲线 (6) 3.4 加速度曲线及加速时间 (7) 3.5 驱动电机功率的确定 (7) 3.6 主驱动电机选型 (8) 3.7 主减速器比的选择 (8) 参考文献 (9)

一、概述 汽车作为一种运输工具,运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。动力性的好坏,直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。因此在新车开发阶段,必须进行动力性匹配计算,以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。 二、输入参数 2.1 基本参数列表 进行动力匹配计算需首先按确定整车和发动机基本参数,详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。下表是XXXX动力匹配计算必须的基本参数,其中发动机参数将在后文专题描述。 表1动力匹配计算输入参数表。 2.2 参数取值说明 1)迎风面积 迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积,可以通过三维数模的测量得到,三维数据不健全则通过设计总布置图测得。XXXX车型迎风面积为A

一般取值5-8 m 2 。 2)动力传动系统机械效率 根据XXXX 车型动力传动系统的具体结构,传动系统的机械效率T η主要由主驱动电机传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。 采用有级机械变速器传动系的车型传动系统效率一般在82%到85%之间,计算中可根据实际齿轮副数量和万向节夹角与数量对总传动效率进行修正,通常取传动系统效率T η值为78-82%。 3)滚动阻力系数f 滚动阻力系数采用推荐的客车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行匹配计算: f =??? ???????? ??+??? ??+4 410100100a a u f u f f c 其中:0f —0.0072~0.0120以上; 1f —0.00025~0.00280; 4f —0.00065~0.002以上; a u —汽车行驶速度,单位为km/h ; c —对于良好沥青路面,c =1.2。 三、 XXXX 动力性能匹配计算基本方法 汽车动力性能匹配计算的主要依据是汽车的驱动力和行驶阻力之间的平衡关系,汽车的驱动力-行驶阻力平衡方程为 j i w f t F F F F F +++= (1)

纯电动汽车动力性计算公式

纯电动汽车动力性计算公式 XXEV 动力性计算 2最咼行驶车速的计算 最高车速的计算式如下: n r V max 0.377 - i g i o 0.377 2400 °.487 1 6.295

70km/h 43.5mph (2-1) 式中: n—电机转速(rpm); r—车轮滚动半径(m ); i g —变速器速比;取五档,等于1;i。一差速器速比。所以,能达到的理论最高车速为70km/h。 3最大爬坡度的计算 满载时,最大爬坡度可由下式计算得到,即 max arcsin(%山」0. d f) arcsin(2400 1 6.2950.9 0.015)8.20 m.g.r 18000 9.8 0.487

所以满载时最大爬坡度为tan(a-)*100%=14. 4%>14%,满足规定要求. 4电机功率的选型 纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1以最高设计车速确定电机额定功率 当汽车以最高车速匀速行驶时,电机所需提供的功率(kw)计算式为: 36咖盹八唱游心(2-1) 式中: n—整车动力传动系统效率〃(包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率),取0.86; m—汽车满载质量,取18000kg; g—重力加速度,取9.8m/s2; f—滚动阻力系数,取0.016; Cd—空气阻力系数,取0?6; A—电动汽车的迎风面积,取2?550x3?200=8?16m2(原车宽*车身高);最高车速,取70km/ho 把以上相应的数据代入式(2?1)后,可求得该车以最高车速行驶时,电机所需提供的功率(kw),即 二总制诃和E6+吆需型)x7。 =39.5kw<\ OOkw (3-2) 4.2满足以10km/h的车速驶过14%坡度所需电机的峰值功率 将14%坡度转化为角度:a = tan-,(0.14) = 8°o 车辆在14%坡度上以10km/h的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为:

纯电动汽车动力性计算公式(可编辑修改word版)

XXEV 动力性计算 1初定部分参数如下 整车外廓(mm)11995×2550× 3200(长×宽×高) 电机额定功率100kw 满载重量约 18000kg 电机峰值功率250kw 主减速器速比 6.295:1 电机额定电压540V 最高车(km/h)60 电机最高转速2400rpm 最大爬坡度14% 电机最大转矩2400Nm 2最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下: V max = 0.377 ? n.r i g i = 0.377 ?2400 ? 0.487 1? 6.295 = 70km / h = 43.5mph 1) 式中: n—电机转速(rpm); r—车轮滚动半径(m); i g —变速器速比;取五档,等于1; i 0 —差速器速比。 (2- 所以,能达到的理论最高车速为70km/h。 3最大爬坡度的计算 满载时,最大爬坡度可由下式计算得到,即 =arcsin(T tq.i g.i0.d-f)=arcsin(2400?1?6.295?0.9-0.015)=8.20 max m.g.r18000 ? 9.8? 0.487

所以满载时最大爬坡度为 t a n ( max )*100%=14.4%>14%,满足规定要求。 4 电机功率的选型 纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1 以最高设计车速确定电机额定功率 当汽车以最高车速V max 匀速行驶时,电机所需提供的功率(kw )计算式为: 1 C .A .V 2 P n = (m .g . f 3600 + d max ).V 21.15 max (2-1) 式中: η—整车动力传动系统效率(包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效 率),取 0.86; m —汽车满载质量,取 18000kg ; g —重力加速度,取 9.8m/s 2; f —滚动阻力系数,取 0.016; C d —空气阻力系数,取 0.6; A —电动汽车的迎风面积,取 2.550× 3.200=8.16m 2(原车宽*车身高); V max —最高车速,取 70km/h 。 把以上相应的数据代入式(2-1)后,可求得该车以最高车速行驶时,电机所需提供的功率(kw ),即 1 C .A .V 2 P n = (m .g . f + D max ).V max 3600 ? = 1 3600 ? 0.86 21.15 (18000 ? 9.8? 0.016 + 0.6 ?8.16 ? 702 21.15 ) ? 70 (3-2) = 89.5kw <100kw 4.2 满足以 10km/h 的车速驶过 14%坡度所需电机的峰值功率 将 14%坡度转化为角度: = tan -1(0.14) = 80 。 车辆在 14%坡度上以 10km/h 的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为:

相关文档
最新文档