目 录
1 绪 论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 电动汽车空调系统的国内外发展现状 1
2 电动空调制冷系统的结构与功能 3
2.1 压缩机 3
2.2 换热器 6
2.3 节流机构 7
2.4 储液干燥器 8
2.5 相对湿度控制 8
2.6 空气过滤器 8
3 电动汽车热负荷分析及空调参数确定 8
3.1 电动汽车整车热负荷分析 8
3.2 整车热负荷计算 9
3.3 电动空调系统参数确定 10
4 电动空调系统分类及控制模式 11
4.1 电动汽车空调制冷系统的工作模式及其对比 12
4.2 电动空调控制模式 13
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 绪 论
1.1 课题研究背景及意义
电动汽车作为如今新能源汽车的主流类型，已经公认为新型汽车的发展方向。虽然目前其动力性、舒适性和经济性与传统燃油汽车相比还存在一定的差距，但各方都在致力于电动汽车性能上的突破以无限接近传统汽油汽车的性能，其中包括政府机构汽车厂商以及各大科研机构。作为汽车舒适性指标之一的空调性能已成为现代汽车消费者的基本要求。然而，由于汽车动力源的不同，电动汽车空调系统与传统汽车空调系统也有着较大的差别。
汽车空调有三大主要作用，首先是调节车内温度，其次是进行车内外空气交换使车内空气保持新鲜;最后是实现挡风玻璃的去霜功能，保持驾驶员有一个良好的视野。传统内燃机汽车空调系统靠发动机曲轴带动压缩机和水泵进行工作来实现以上功能，而电动汽车就只能够依靠电池供 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2# 
电来实现上述功能。
为更好地使电动汽车融入市场，并为乘员提供舒适的环境，在研发高效能燃料电池汽车的同时，节能而高效的空调系统的开发也是必不可少的。
1.2 电动汽车空调系统的国内外发展现状
1.2.1 国外电动汽车空调系统发展现状
日本电装公司的R134a热泵空调系统是专门针对电动汽车的特殊性开发研制的。该系统采用空气为热源，将蒸发器和冷凝器安装在车舱内，通过四通阀等主要部件对系统进行控制，从而实现制冷剂在车舱内外流动，以达到制冷、取暖、除湿、除霜的效果。该空调系统经过试验测试，在制冷及制热运行工况下具有较好的工作性能:当周围环境温度为400C，车室内温度为270C，50%的相对湿度时，该体系的制冷效率比为2.9;周围环境温度为-100C，车室内温度为250C时，此系统制热性能系数(COPh)达2.3。当前，该空调体系的运用还仅仅停留在实验室阶段，其主要实际使用瓶颈在于对压缩机的要求，必需是高效能的纯电动压缩机。除此之外，因为该系统使用的制冷剂的全球变暖潜在值比较高，这与欧盟制制定的“自2017年1月1日起，凡是在欧洲境的新车，不准使用温室效应指数大于150的制冷剂。’因为此项冲突，因此该系统需要进一步研究和改进。
C02作为一种天然制冷剂在100年前曾被广泛应用，只是到上世纪30年代，因为有了“相对较合理”的制冷剂氟利昂代替才被慢慢被人们淡忘。如今，随着人们环保意识的增强以及空调标准的提高，尤其是对制冷剂的GWP值要求原来越苛刻，C02(GWP值为1)作为一种来源广、价格低、无毒且安全的天然气体被重新列入空调制冷剂的主要选用方向。自从1992年挪威工业大学的orentzen教授提出二氧化碳跨临界循环理论后，并创建了第一套二氧化碳空调系统，最终得到了与R134a系统相似的性能测试结果以后，二氧化碳制冷再次吸引了人们的目光。在C02汽车空调系统研制开发方面，国际上很多出名的企业研制开发出二氧化碳汽车空调系统样机，例如日本的电装，美国的伟世通，法国的法雷奥等公司。日本电装公司还特意为纯电动汽车研发了一套C02热泵空调系统，该系统也选用在风道内放置2个换热器，与R134a系统差别在于C02系统各部件的承压均超过1OMPa，且这类制冷模式运行时，制冷剂同时流经内外冷凝器。2003年，由上海交通大学和桑塔纳公司共同研制出我国第一套C02汽车空调系统，经试验发现，该系统与国外同期研发出的样机基本相似。但与传统的R134a空调系统进行分析对比后，C02系统排气压力太高、成本高昂且压缩机太笨重，所以如今对C02的运用在汽车空调系统上只是停留在实验室的研究阶段。
1.2.2 国内电动汽车空调系统发展
马国远等人设计的电动汽车热泵空调系统，并为其配套研发了直流无刷电动机、双工作腔滑片压缩机和逆变器控制系统。该系统工作原理如图1-1所示，压缩机由直流无刷电机通过皮带驱动，系统 的制热/制冷运行方式的转换由四通换向阀完成。
1.压缩机2.驱动电机3.逆变器4.车室温传感器5.平行流换热器
6.四通换向阀7.轴流风扇8.膨胀阀9.平行流换热器
10.离心风扇11.制热工作方式12.制冷工作方式
图1-1电动汽车热泵空调系统
李丽等人在 2013 年研究开发了一套适用于电动汽车的冷暖双模式热泵空调系统，该系统的制热及制冷转换也是通过四通换向阀来实现的，以R134a 作为媒介。实验分别对处于1.60C，5.50C，6.60C环境工况温度下系统的制热模式进行，实验结果表明，车内分别在10min，6min，4min 达到较为舒适的温度，此温度足以满足用户日常需求。除此之外，汽车外界环境对空调的工作性能影响较大，随着车外温度的不断降低，系统压力随之降低，压缩机排气温度也随之降低，单位时间内制热量减少。
2 电动空调制冷系统的结构与功能
2.1 压缩机
在定排量压缩机中 , 曲轴连杆式是压缩机最早运用在空调系统中,在轿车上已被淘汰 ,现今仅用于大客车。目前轿车上运用最多的是斜盘式以及摇板式。上述压缩机必须设置吸气 、排气装置 ,容积效能比较低 ,有渐渐被取消吸气装置的旋转式压缩机代替的趋势。在变排量压缩机中,在制冷负荷不变的情况下,随着发动机转速增加,压缩机活塞行程不断减小 ,从而降低压缩机的排量 ,使制冷剂流量保持不变。这样既满足了制冷负荷要求,同时也降低了发动机功耗 。因为排量可接近为零，压缩机的电磁离合器便可去掉 ,进一步减少重量 ,且压缩机不停运转 ,避免了惯性部分的能耗。变排量压缩机的优点众多 ,无疑会在汽车空调中得到更为广泛的应用 。
对电动压缩机式空调制冷系统来说,在纯电动汽车以及燃料电池电动汽车上电动压缩机驱动方式一般只有两种:一种是直接由主驱动电机通过皮带驱动压缩机，这种被称为非独立式驱动;另外一种是压缩机由一个小功率电机驱动,直接由电池组贡电,可以同轴驱动,也可以经由皮带驱动,这种被称为独立式驱动。但是在混合动力的车型上,不仅仅可以采用以上驱动方式，还可以采用发动机和电动机混合驱动的方式。
机械连接 电力连接
图2-3混合驱动方式
对混合动力的车型来说,为保证车厢内乘员的舒适性,在发动机驱动式、电动驱动模式以及混合驱动模式下均需要空调系统工作正常,因此我们可以选用纯电动压缩机空调,也可以选用另外一种驱动型式,即混合驱动压缩机空调,这种驱动方式如图2-3所示。

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