电动汽车空调系统的发展趋势
电动车空调系统的发展趋势
一节能
二环保
三智能
四可靠
节 能
空调系统已经是电动车上仅次于行驶系统的第二大能源消耗大户
续驶里程目前还是电动车的短板,尤其是低温工况下
热泵系统是必然的发展趋势——解决低温制热的节能问题
常规热泵系统已经在LEAF、宝马I3等车型上得到应用——-5℃以上
已有吸气补焓的热泵空调系统在开发,以适应低温工况——-15℃以上
采用二氧化碳热泵空调系统是电动车最终必然的选择
能够解决低温制热问题,满足-20℃甚至更低温度制热的需求,COP>2.0
全年平均运行效率高, 在35℃以下的运行效率优于其他热泵系统
目前尚需解决高温环境下制冷效率偏低的问题
环 保
HFC-134a由于温室效应将被禁止使用
气候变化大会及蒙特利尔议定书的推动
欧盟2017年完全禁止使用HFC-134a
美国将于2021年禁止使用HFC-134a
中国已经在调研HFC-134a的用量,为后续制冷剂替代工作做准备
潜在替代制冷剂应用分析
可燃制冷剂不适合用于车辆上——安全性问题(R290、R600a、R152a)
HFO-1234yf的热泵制热性能不满足要求——低温工况-20℃
采用二氧化碳为制冷剂的热泵空调系统是电动车最终必然的选择。
在环保制冷剂中安全性、低温制热性能、可靠性 、成本等方面都有优势
二氧化碳制冷剂的热力性能
换热系数高——可降低制冷剂侧换热面积
粘性系数低——流动阻力低
运行压力高——提升部件的耐压性能
单位体积制冷量大——减少压缩机排量
临界温度点31.1℃—跨临界循环系统—热泵优势
二氧化碳空调系统的发展方向——各种节能技术
回热换热器技术——降低排气压力和压缩机耗功、提升制冷量
两级压缩带中间冷却技术——提升绝热压缩效率,降低排气温度
膨胀机技术——回收膨胀功、提升单位质量制冷量
智 能
热泵系统运行工况复杂多变——手动控制很难达到最优运行
电池热管理与乘员舱舒适性的协调
充电、行驶工况兼顾
制冷、制热工况的转换
空调系统电动化发展趋势
电动压缩机、鼓风机、电动水泵得到普遍运用
阀类部件电动化——电子膨胀阀、电动换向阀
传感器的普遍使用——热电偶、压力传感器等
与整车互联通讯的要求
与整车控制器、BCM等进行信息交互
CAN网络架构通讯
可 靠 性
空调系统失效后的严重后果
电池热失控,导致起火、爆炸——安全性问题
低温下电池放电功率降低,行驶功能受限——抛锚故障
低温下无法进行充电——整车功能失效
可靠性应考虑的问题
机械方面——汽车上的振动、制冷剂脉冲压力、高低温冲击、耐压密封性
化学方面——IP防护等级、盐雾腐蚀、汽车上可能用到的各种液体
电气方面——电磁兼容性、高压电安全、功率器件的耐压、耐流、耐温性
可能用到的方法
故障诊断与报警
降级运行模式维持必要的功能