大型电动客车热泵空调系统设计与实验研究
本文关键词：大型电动客车热泵空调系统设计与实验研究
【摘要】：国际社会能源安全问题、极端气候加剧等环保问题,以及国家政策的导向使得纯电动客车成为未来客车的发展方向。续航里程依然是电动客车发展所需解决的关键问题,开发出高效节能的电动客车空调系统成为重要的课题。基于12m大型电动客车研发设计了一套能够适应极端高温与低温的变工况运行的热泵型空调系统。论文主要就以下内容进行了研究,对原客车空调系统进行了制冷和制热的性能测试实验,并进行了实验结果的分析;基于准二级压缩原理设计匹配了新型电动客车热泵空调系统的压缩机,同时对原热泵空调系统车内外换热器进行改进;进行了带中压补气与低压补气的变工况性能实验,进行变车内、外风量的实验,对比分析传统系统和新型系统的性能实验结果并对新型电动客车热泵空调系统的快速融霜技术进行了实验研究。普通电动客车热泵空调系统和新型电动客车热泵空调系统在不同工况下进行的不补气的性能测试实验结果表明,车外环境温度的变化对电动客车热泵空调系统的性能影响极大:车外环境温度升高将提高系统的制热性能、降低系统的制冷性能。新型电动客车热泵空调系统在制冷工况下采用中压补气能够提高系统的制冷量,在最大运行工况下补气可以降低压缩机排气温度8-14℃;新型电动客车热泵空调系统制热变工况性能实验中压补气与低压补气均能大幅提高系统的制热量、COP等性能。车外变风量实验表明车外风量的变化对系统各项性能参数的影响较小,在不影响制冷量、制热量的情况下可适当的降低车外风量;变车内风量实验的结果表明不同工况下系统制热量随车内风量的变化不一。在车外环境温度为-10℃的工况下,采用中压补气能够提高系统制热量21.8%,系统COP提高13.3%;采用低压补气使得制热量提高37.7%,系统COP提高了29.2%。新型电动客车热泵空调系统快速融霜技术能够在4min之内将车外换热器除霜完毕,大大缩短了系统的融霜时间。新型电动客车热泵空调系统通过对传统电动客车空调系统车内换热器流程与面积的有效改进,使制冷循环时蒸发器运行阻力降低25%左右、系统性能得到有效改善。新型热泵空调系统可实现-20℃低温至50℃高温环境温度之间稳定可靠运行。
【关键词】：电动客车 热泵空调系统 融霜 补气
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;U463.851
【目录】：
- 摘要4-6
- Abstract6-8
- 主要符号表8-12
- 1.绪论12-20
- 1.1 研究背景与意义12-13
- 1.2 国内外研究现状13-19
- 1.2.1 电动汽车的发展现状13-15
- 1.2.2 汽车空调系统的研究现状15-18
- 1.2.3 研究现状总结18-19
- 1.3 本文的主要工作19-20
- 1.3.1 本文的研究内容19
- 1.3.2 本文的研究特色19-20
- 2.新型电动客车热泵空调系统循环理论20-28
- 2.1 新型电动客车热泵空调系统循环原理20-22
- 2.2 系统循环工质的选择22-23
- 2.3 新型电动客车热泵空调系统热泵循环理论分析23-27
- 2.3.1 新型电动客车热泵空调系统理论循环23-25
- 2.3.2 电动客车空调系统理论循环的理论计算25-27
- 2.4 本章小结27-28
- 3.普通电动客车热泵空调系统性能实验28-36
- 3.1 实验系统29-30
- 3.2 测试系统30-33
- 3.3 测试方法33
- 3.4 实验结果与分析33-34
- 3.4.1 名义制冷工况测试结果分析33-34
- 3.4.2 低温制热工况测试结果分析34
- 3.5 本章小结34-36
- 4.新型电动客车热泵空调系统设计36-47
- 4.1 电动客车的系统设计36-38
- 4.2 电动客车系统设备选型与分析38-45
- 4.2.1 电动客车空调系统电动压缩机的计算选型39-40
- 4.2.2 电动客车空调系统换热器的设计改进及配套风机的选型40-42
- 4.2.3 电动客车空调系统其他部件的选择42-45
- 4.3 控制方案设计45
- 4.4 本章小结45-47
- 5.新型电动客车热泵空调系统实验研究47-67
- 5.1 新型电动客车热泵空调系统性能实验48-50
- 5.2 实验结果与分析50-59
- 5.2.1 新系统的变工况特性50-53
- 5.2.2 车内风量（风速）对系统性能的影响分析53-55
- 5.2.3 车外风量（风速）对系统性能的影响分析55-56
- 5.2.4 中压、低压补气技术对系统性能的影响56-59
- 5.3 新型客车空调系统结融霜实验研究59-63
- 5.3.1 结霜实验60-62
- 5.3.2 快速融霜62-63
- 5.4 新型电动客车热泵空调系统与原（普通电动客车）热泵空调系统的性能比较63-66
- 5.4.1 制冷性能比较64
- 5.4.2 制热性能比较64-66
- 5.5 本章小结66-67
- 6.结论与展望67-69
- 6.1 结论67-68
- 6.2 展望68-69
- 参考文献69-73
- 附录：攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74
- 致谢74
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，本文编号：1086754
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