汽车热管理
专题论文汇编
电动汽车动力电池热管理系统设计
丛昊天;秦妍;陈聪;董波;针对电动汽车各系统温度调控体系，设计一套电动汽车动力电池热管理系统，包含电机冷却回路、乘员舱热管理回路以及电池热管理回路。在计算系统热量、确定电池温度采用逻辑门限值控制、乘员舱温度采用模糊控制的基础上，利用Comsol和Simulink分别建立动力电池模型和乘员舱及控制系统模型，利用二者进行联合仿真。结果表明：基于标准城市路况条件及大连气候，模拟环境温度35℃下，系统运行3 276 s时，电池单体最高温度可由40.00℃降至29.05℃,且乘员舱温度维持在25℃左右；模拟环境温度-10℃下，系统运行3 276 s时，电池单体最低温度可由-10.00℃升至23.19℃,且乘员舱温度满足模糊控制器设定的控制需求。
采用水冷冷凝器的电动汽车热泵系统制热和抗结霜性能试验研究
吴靖;陈海涛;竺烨桢;于吉乐;热泵技术由于具有比电加热显著提升的制热效率，近年来逐渐应用于电动汽车以期提高冬季续航里程。文章设计了一套电动汽车热泵系统，该系统取消了传统热泵的车外冷凝器，而以低温散热器作为主要的散热和吸热部件。根据实车的零部件部件要求搭建了该热泵系统的测试台架，台架试验结果表明该热泵系统在-7℃环境下，纯热泵工况下的制热能力可以达到5.4 kW,COP可以达到2.4。通过模拟电机电控的余热回收效果，试验发现低于30%的余热可以被该系统吸收用于制热。试验也表明这种类型的热泵系统在湿度较高的情况下同样存在结霜的问题，且结霜开始的时间与环境湿度和压缩机转速关系紧密。
汽车空调系统路试标定试验及研究
李豪杰;许丰;李玉路;崔飞蝶;尚子威;结合国内外汽车空调性能试验测试方法，针对汽车空调系统的控制稳定性和可调节性提出一套汽车自动空调系统路试标定试验方法，该方法可实现更好的驾乘人员舒适性。通过春夏秋冬4个季节多种路况的试验标定，其结果表明，不但可以用来对商用车自动空调系统控制稳定性和可调节性进行评价，而且可以为生产和设计工作提供参考依据。
汽车空调涡旋压缩机排气孔优化研究
刘兴旺;李远航;刘晓明;李登辉;蒋强强;陈荣道;针对汽车空调涡旋压缩机排气孔处气体流动变化产生的流动损失问题，对排气孔结构进行优化，以期降低流动损失并提高排气压力。通过三维动网格模型对不同排气孔结构的涡旋压缩机排气过程进行瞬态仿真，发现腰果形排气孔更大的截面积使其拥有更好的开启特性，可有效降低排气损失，提高排气稳定性。在对腰果形排气孔采取进一步扩压式优化后，发现其可以更加有效地降低排气速度并提高排气压力。
电动汽车冬季乘员舱升温策略试验研究
吴靖;陈海涛;竺烨桢;于吉乐;电动汽车冬季采暖需要消耗大量能源，因而进一步加速了电动汽车冬季续航里程的衰减。设计并搭建了一套电动汽车乘员舱热管理系统，该系统可以同时实现PTC电加热和热泵制热的功能。通过整车环境风洞试验分别测试了在-7℃环境下，采用不同加热方式和控制策略对冬季冷启动时乘员舱升温特性的影响。测试结果表明，对于热泵制热较小的空调箱风量可以显著提升升温效率，但是对于PTC电加热而言则更适合采用较大的风量；采用部分内循环对于热泵制热和电加热均能明显提高乘员舱升温效率；在较小空调箱风量或者部分内循环的情况下热泵制热相较于电加热节能效果显著，而在大风量和全部外循环的情况下，电加热相对来说更有优势。
新能源汽车电动空调压缩机绿色设计评价研究
戴琳;王汝金;柯瑶;陈亮;张欢;魏昇;电动空调压缩机是新能源汽车热管理系统的核心用能动力部件，绿色设计是其重要技术发展方向。分析某型电动空调压缩机全生命周期碳足迹分布特征，结果表明，产品使用阶段的电能消耗是最主要的碳排放来源。基于GB/T 33761《绿色产品评价通则》分析框架，探讨了新能源汽车用电动空调压缩机绿色设计评价的基本要求及一、二类评价指标与方法，以期为绿色产品的深度产业化提供参考。
电动汽车热泵空调除湿加热性能与控制方法试验验研究
吴靖;陈海涛;竺烨桢;张昊;热泵空调系统的除湿加热性能以及控制方法与传统燃油车或采用电加热的新能源汽车有显著差异。文章设计并搭建了一套具有两种不同除湿模式的电动汽车热泵空调系统，通过台架试验研究了不同工况下的除湿加热性能，并分析总结了热泵空调系统的除湿加热控制方法。结果表明，双蒸除湿模式的制热能力和制热能效均高于单蒸除湿模式，但除湿能力低于后者。在较低的环境温度下更适合采用双蒸除湿模式，而在较高温度下更适合采用单蒸模式。增大空调箱风量可以有效提高除湿能力和制热能效。无法通过控制温度风门来有效控制热泵除湿的出风温度。
电动汽车双热源热泵空调系统设计及研究
王智海;设计了电动汽车双热源热泵空调系统，增设电机余热回收装置以提高热泵空调制热效能，并搭载实车进行了试验，测试了不同环境温度下的制热量、驾驶舱内温度、COP、系统压力变化，试验结果表明，当环境温度在-4℃时，系统制热量与制热效率严重下降，增设余热回收装置的双热源热泵空调系统在-4℃环境下，升温至26℃的工作时间可大幅度缩短，实现总体低能耗高效能，为整车提升了续航里程。
电动汽车CO_2热泵空调应用与优化综述
刘宇轩;任佳航;殷翔;宋昱龙;曹锋;近年来，我国交通运输行业产生的碳排放量迅速提升，是可能影响我国碳达峰时间的重要因素，由燃油车向电动车过渡将有效推动碳达峰目标的实现。在电动车热泵空调中使用CO_2既能实现节能减排，又能解决冬季里程焦虑问题，是当下研究热点。笔者总结了目前电动汽车CO_2热泵空调部件的应用及优化，系统性能及优化以及实际控制的研究现状，并预测了未来的优化和发展方向。在电动汽车CO_2热泵空调部件中，整理了压缩机、换热器、充注量以及连接管路等的研究结论，并分别提出了优化方向；在系统性能上，总结了室内串联换热器，采用中间冷却两级压缩，加入喷射器等系统的性能，均有一定的提升；在系统控制上，整理了目前系统运行控制方法，主要为PID(比例积分微分)控制器或模糊PID控制器，并认为一些实时优化控制策略，如极值搜索算法、模型预测控制等，在动态寻优上有较好的应用前景。如何建立既能满足乘员舱温度需求，又能满足电池电机等设备温度控制的复杂热管理系统，在较多模式下实现合理的控制逻辑切换并提升系统性能，将动态寻优应用于系统中，是下一阶段电动汽车CO_2热泵空调的研究任务。
电动汽车二次回路热泵空调系统性能试验研究
陈小砖;孟雪峰;王攀;张蓓乐;王圣均;苗庆硕;刘秀芳;为了研究制冷剂充注量和环境温度对电动汽车二次回路热泵空调系统的影响规律，笔者设计并搭建了带有二次回路的热泵空调系统试验台。针对不同转速下，制冷量/制热量、COP和压缩机排气温度等参数随充注量及环境温度的变化趋势进行了试验研究，并确定标准制冷和制热工况的最佳充注量。结果表明：随着充注量的增加，蒸发器出口过热度和排气温度逐渐降低，而排气压力逐渐升高；制冷量/制热量和COP随充注量的增加而增大，并在最佳充注量处达到峰值，之后保持小幅变化。综合考虑，制热和制冷模式下系统最佳充注量分别为650 g和1 100 g。基于最佳充注量、压缩机转速为2 000 r/min时，制热模式环境温度由0℃升至12℃,制热量增加48.4%,COP_h升高8.3%;制冷环境温度由27℃升高至43℃时，制冷量和COP分别降低12.3%和44.4%。