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中汽中心汽车工程研究院技术能力（三十）—热泵空调系统开发
2020-04-02 08:34:43· 来源：CATARC汽车工程研究院
AERI 前天热泵空调系统开发概述热泵空调系统是将低品位热源的热能转移到高品位热源的空调装置，包含制冷、采暖、除湿、除雾等功能。在新能源汽车特别是电动车，
热泵空调系统开发
概述
热泵空调系统是将低品位热源的热能转移到高品位热源的空调装置，包含制冷、采暖、除湿、除雾等功能。在新能源汽车特别是电动车，由于动力电池性能的局限，采用热泵空调系统可有效提高电动汽车采暖的高能效比，制热能效系数是PTC的2～3倍，在冬季有效延长续航里程20%以上，是重要的降低电动汽车能耗的技术手段，被越来越多的应用。
热泵空调系统开发工作内容
以基础数据库、1D/3D仿真、试验验证、评价分析、控制策略、标定验收等为手段，为客户提供新能源电动车热泵空调系统方案选取、系统匹配开发、性能优化提升、测试验证等精准全流程热泵空调系统性能开发服务。
01 匹配开发
通过对基础车型的对标解析与性能指标设定，架构设计热泵空调系统与控制策略，并利用仿真与试验等手段进行系统匹配开发。
02 一维仿真分析
建立涵盖多部件、多系统的整车热泵空调集成仿真平台，分析不同环境条件、运行工况和控制策略下热泵空调系统的制冷制热性能及影响因素。
03 三维仿真分析
利用三维分析软件Starccm+，对前端模块进行风量分析为一维仿真提供边界输入；分析乘员舱空调降温性能、采暖性能、除霜除雾和热舒适性能，优化空调箱、风道及出风口位置等。
04 测试验证
a、 零部件与台架系统试验测试；
b、环境舱与环境风洞进行整车热泵性能测试验证、空调性能标定、热舒适性标定等。
05 热舒适性评价
利用空调假人进行乘员舱的热舒适性评价。通过假人采集环境温度、湿度、风速、辐射，并计算出PMV指数来反映人体的热舒适性。
06 控制器开发
a、 通过空调控制器与空调系统接口对接通讯，可实现多温区自动空调控制系统，空调控制面板或中控触摸大屏的信息交互。
b、 空调控制器开发是基于需求分析、软硬件设计、软硬件实现、闭环测试、台架及实车验证、产业化配套的V模式全正向开发。
07 低温热泵空调系统解决方案
量产搭载热泵空调系统的新能源电动汽车中，几乎所有系统都使用传统制冷剂R134a，在环境温度低于-10℃时需有PTC加热辅助。因此，为提高电动汽车的经济性减少PTC的使用，提出三种用于低温环境的热泵系统解决方案：
余热利用：
- 电池、电机、电控系统余热回收；
- 一般可应用于环境温度-12℃。
补气增焓系统：
- 在环境温度-15℃可有效采暖；
- 利用补气增焓压缩机与带经济器系统。
CO2制冷剂：
- 环境温度-20℃可稳定并有效采暖；
- 耐高压零部件研发；
- 最大COP最优高压规律研究；
- 整车含热管理的控制系统与控制器开发。
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