纯电动汽车热泵空调系统性能研究及优化

发布时间：2017-10-24 19:14

  本文关键词：纯电动汽车热泵空调系统性能研究及优化

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【摘要】：在前期试验研究和理论研究的基础上,结合某型号纯电动汽车,通过设计计算和系统分析开发了带低压补气的纯电动汽车热泵空调系统,并搭建试验台进行了试验研究。通过对标准制冷、高温制冷和制热工况在变压缩机转速和车内风机送风量下的结果分析,表明了系统设计和匹配的合理性,以及系统运行的高效稳定性。标准制冷工况下,系统制冷量可以达到3456W,COP为1.68;高温制冷工况下,制冷量可以达到3329W,COP也在1.5以上;在试验工况制热,系统可以稳定运行且相比PTC电加热系统1.0以下的效率值要高效很多,当环境温度达到-15℃时,制热量为3085W,制热量效率达1.85。对台架系统进行了优化和改进,将优化改进后的系统安装于整车之中,进行整车空调系统性能试验研究。结果表明搭载于整车中的空调系统在制冷和制热工况下都能够稳定运行,并且基本可以满足驾乘人员安全舒适要求。在38℃制冷工况下,通过对压缩机转速和主阀、补阀过热度调节,车内前席头部和脚部温度最低分别可以达到18.5℃和23℃,后排温度最低达到21.5℃。制热工况下,吹足模式前席脚部温度和后排温度要高于吹脸模式,更适合冬季采暖送风。当环境温度-5℃时,前席足部温度最高可以达到31.7℃,后席温度最高可以达到22.6℃;当环境温度-15℃时,前席足部温度最高可以达到15.2℃,后席温度最高可以达到10.4℃,可以采用PTC电加热辅助来满足车内人员舒适性要求。另外试验研究中发现系统存在压缩机低转速性能较差和同一模式下车内人员不同部位温差较大等问题,为以后进一步研究改进奠定基础,也为整车系统研究提供试验依据。
【关键词】：电动汽车 热泵 性能 整车 优化
【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4-5
• ABSTRACT5-11
• 1. 绪论11-23
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-21
• 1.2.1 电动汽车空调系统研究现状12-19
• 1.2.2 电动汽车空调整车研究现状19-20
• 1.2.3 电动汽车空调匹配及优化研究现状20-21
• 1.2.4 研究现状总结21
• 1.3 本课题研究工作21-23
• 1.3.1 研究内容21-22
• 1.3.2 研究方法22-23
• 2. 纯电动汽车空调系统设计与分析23-36
• 2.1 系统负荷分析计算23-31
• 2.1.1 车内外工作参数及电动汽车尺寸参数23-24
• 2.1.2 影响电动汽车空调冷热负荷因素分析24
• 2.1.3 制冷负荷计算24-29
• 2.1.4 制热负荷计算29-31
• 2.2 纯电动汽车空调系统设计31-32
• 2.3 纯电动汽车热泵空调系统分析32-35
• 2.3.1 热泵工质基本性质32-33
• 2.3.2 系统组成及工作原理33-34
• 2.3.3 系统理论分析34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3. 纯电动汽车热泵空调系统试验研究36-57
• 3.1 试验设备与安装36-45
• 3.1.1 台架系统试验设备36-41
• 3.1.2 整车空调系统试验设备41-43
• 3.1.3 整车空调系统安装方案43-45
• 3.2 试验测试系统与测试设备45-49
• 3.2.1 台架系统试验测试系统与测试设备45-48
• 3.2.2 整车空调系统试验测试系统与测试设备48-49
• 3.3 试验方案49-53
• 3.3.1 台架系统试验方案49-50
• 3.3.2 整车空调系统试验方案50-53
• 3.4 数据处理及误差分析53-56
• 3.4.1 数据处理53-55
• 3.4.2 误差分析55-56
• 3.5 本章小结56-57
• 4. 纯电动汽车热泵空调系统试验结果与分析57-79
• 4.1 台架系统匹配性及性能分析57-68
• 4.1.1 标准制冷试验结果分析57-61
• 4.1.2 高温制冷试验结果分析61-63
• 4.1.3 制热试验结果分析63-68
• 4.2 整车系统试验结果分析68-78
• 4.2.1 整车系统热泵工质充注量试验分析69-70
• 4.2.2 整车系统制冷循环试验分析70-74
• 4.2.3 整车系统制热循环试验分析74-78
• 4.3 本章小结78-79
• 5. 结论与展望79-81
• 5.1 结论79-80
• 5.2 展望80-81
• 参考文献81-84
• 附录：攻读硕士学位期间取得的研究成果84-85
• 致谢85

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本文编号：1090138