电动汽车热泵空调系统综述.pdf

电动汽车热泵空调系统是当前新能源汽车领域中解决冬季取暖问题的关键技术之一。随着新能源汽车市场的发展，特别是纯电动汽车的普及，如何在不依赖燃油的情况下，有效地提高车辆在寒冷天气下的续航里程，成为了一个亟待解决的问题。传统的PTC加热器虽然能够快速提供热量，但其电热转换效率低，对电池寿命和续航里程有显著影响。 热泵系统作为高效的解决方案，通过逆卡诺循环原理，将外部低温环境中的热量转移到车内，实现冬季取暖，同时还能用于夏季空调制冷。热泵系统的主要优势在于其能够显著提高能量转换效率，相比PTC加热器，其COP（能效比）更高，意味着在消耗相同电能的情况下，热泵可以获取更多的热能。然而，电动汽车热泵空调系统的设计和应用面临着一系列挑战。 热泵系统的复杂性在于如何在极寒条件下保持高效运行。低温下，制冷剂的蒸发压力降低，可能导致压缩机效率下降和制热能力减弱。为解决这一问题，研究者提出了补气增焓技术，即通过引入额外的低温制冷剂蒸气回路，增加压缩机的吸入焓值，从而提高系统在低温环境下的性能。 热泵系统的充注量控制也是关键。充注量过多或过少都会影响系统的能效和稳定性。适量的充注量可以确保制冷剂在各个部件间的良好流动，提高系统整体性能。此外，对于电动汽车来说，合理控制充注量还能减小对电池空间的占用，有利于优化车辆设计。 再者，热泵空调系统在冬季运行时，除霜问题不容忽视。外部热交换器（蒸发器）容易结霜，影响换热效率。为确保空调系统正常工作，需要设计有效的除霜策略，如切换工作模式，短暂停止制热进行除霜，或者采用局部加热等方式。 热泵系统的回油管理也是设计中的一大难题。润滑油在系统内的循环需要确保压缩机的润滑，同时也不能影响制冷剂的流动。优化的回油设计可以延长设备寿命，提高系统稳定性。 综合国内外学者的研究，针对以上挑战，已经提出了一系列解决方案，包括改进热泵系统的结构设计，开发新型制冷剂，以及采用智能控制策略等。未来，热泵系统将进一步向小型化、智能化和高效化发展，以适应新能源汽车的多元化需求。同时，考虑到环保要求，开发具有更低全球变暖潜值（GWP）的制冷剂也将是热泵系统研究的重要方向。 电动汽车热泵空调系统是提升新能源汽车冬季续航里程和舒适性的核心技术，其技术进步将直接影响到新能源汽车的市场竞争力。通过不断的技术创新和优化，热泵空调系统将在未来的汽车行业中发挥更加重要的作用。