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