2009年第6期
电动汽车空调系统参数匹配与计算研究*
闵海涛1
王晓丹1，2
曾小华1
李
颂3
（1. 吉林大学；2. 中国第一汽车集团公司技术中心；3. 空军航空大学）
【摘要】对电动汽车空调系统结构与布置方案进行了分析,
总结出了空调系统制冷负荷与参数匹配计算流
程。以某型号纯电动中型客车为例, 给出了完整的空调系统计算参数。对不同行驶工况下电动客车性能进行的仿真
分析结果表明，采用所匹配的空调系统，该客车在提供足够制冷负荷前提下能够满足动力性能设计要求，但空调系
统的使用将显著降低整车续驶里程。
主题词：电动汽车空调系统参数设计
中图分类号：U469.72+2文献标识码：A 文章编号：1000－3703（2009）06－0019－04
Parameter Design and Computation Study for Air
Conditioning System of Electric Vehicle
Min Haitao 1,Wang Xiaodan 1,2,Zeng Xiaohua 1,Li Song 3
（1.Jilin University ；2.China FAW Group Corporation R&DCenter ；3.Aviation University of Air Force ）
【Abstract 】The structure and layout of air -conditioning system （A/C）for electric vehicles were analyzed,the
computation flow of cooling load and parameter design for air-conditioning system were summarized in this paper.Taking a medium-duty electric bus as an example,the whole computation parameters of the air-conditioning system were given.The simulation results of the electric bus performance at variable driving conditions indicate that the vehicle ’s dynamic performance could meet the design requirements with
A/Cworking,but the vehicle ’s cruising range will reduce definitely with the use of
A/Csystem.
Key words ：Electric vehicle,Air-conditioning system,Parameter design
1前言
对电动汽车空调系统研究结果[1~5]表明，电动空
调通过实现变频控制可有效减少能量消耗，提高系统效率，如在城市循环工况下使用电动空调后整车续驶里程降低了21.3%。本文以某型号纯电动中型客车为例，对电动空调系统进行计算分析，在保证空调系统制冷能力的前提下计算得出所需压缩机轴功率，并应用ADVISOR 和MATLAB 联合仿真方法分析了不同行驶工况下空调系统对整车动力性能和续驶里程的影响。
2空调系统方案设计
纯电动客车的空调系统构成和布置方案如图1
所示，由于没有发动机系统，可将空调电动压缩机布置在客车前部驾驶舱内，冷凝器放在最前端。压缩机由单独的电机进行驱动，当空调系统制冷负荷发生变化时，可通过调节电机转速来控制制冷剂流量，进
而控制空调系统制冷量，从而改变了传统空调采用压缩机离合器接合和断开来控制制冷量的方式，使室内温度控制更加准确，并降低了系统能量消耗。为使空调送风更加均匀，采用两个蒸发器并联的形式：蒸发器a 和加热除霜用电暖风芯一起布置在仪表罩下面，共用风道，用来为前排乘客提供冷气；蒸发器
b 则布置在车顶中央，通过两侧管道向车内送风。
前、后空调可分别控制温度和风速，当后座没有乘客时，可关闭后空调以节约能源。
图1
纯电动客车空调系统布置方案
*基金项目：吉林省科技发展计划重大项目（20076025）和青年科研基金项目（20080143）资助。
蒸发器a
电动压缩机
变频器
电池电暖风芯
储液罐
冷凝器
蒸发器b
·设计·计算·研究·
19——
汽
车
技
术
3空调系统参数匹配与设计计算
确定电动客车空调系统的实施方案后，对空调系
统进行参数匹配和设计计算，计算流程如图2所示。
图2空调系统设计计算流程
3.1空调系统制冷负荷计算
空调的制冷负荷是指为了保持车内空气温、湿
度恒定，空调设备在单位时间内自车室内取走的热量。计算制冷负荷前首先应计算车室得热量，再将结果换算成空调的制冷负荷。
车室得热量主要包括以下几部分：车身不透明围护结构的逐时传入热量、车窗玻璃的逐时传入热量、乘员散发的热量、车室外空气带入的热量以及电气设备散热所形成的得热量。根据整车有关结构参数计算得到车室得热量后，可采用Z 传递函数法计算得到空调系统制冷负荷[8]
。
车室得热量Q （z ）与制冷负荷Q L （z ）的关系式为：
Q L （z ）=G（z ）Q （z ）
（1）
式中，G （z ）为车室得热量与制冷负荷的Z 传递函
数。
将式中各项皆用Z 的负幂多项式表示，则有：
G （z ）=V +V z -1
+V z -2
+……+V z -n
12……n （2）Q L （z ）=n
j =0ΣQ L （j ）z -j
（3）Q （z ）=n
j =0
ΣQ （j ）z
-j
（4）
将以上各式代入式（1），按同次幂系数进行整理，则可得到任意τ时刻制冷负荷的计算公式：
Q L （τ）=n
j =0
ΣV j Q （τ-j ）-n
j =1
Σωj Q L （τ-j ）
（5）
由于Z 变换系数V j 、ωj 收敛很快，只需取2~3项就可以满足工程要求，于是得到计算制冷负荷的简化式为：
Q L （τ）=V 0Q （τ）+V1Q （τ-1）-ω1Q L （τ-1）
（6）
不同的得热形式对应不同的V 0、V 1值，ω1与车室和空调情况有关，在确定各系数后就能计算出任意τ时刻任意形式得热量所需要的空调制冷负荷，即对于汽车空调系统制冷负荷计算，只需将由围护结构传入的热量按式（6）转化为制冷负荷值。乘员和设备散发的热量虽然含有不能直接转化为制冷负荷的辐射成分，但由于其形成因素比较复杂，为简化计算，一般将得热量直接作为制冷负荷参与计算，而由通风换气和密封泄漏带入的热量全部由对流换热产生，所以得热量即等于制冷负荷。
3.2空调系统参数匹配计算
确定空调系统工况，并根据所确定的工况条件
得出其热力循环压焓图如图3所示，其中各状态点参数如表1所列。
图3
空调制冷过程压焓图
表1各循环状态点参数表
压缩机所需的轴功率：
N =
（h -h ）·Q （h 0-h 4）ηm （7）
其中：
h 2=h 1+
（h 2s -h 1）
i
（8）
式中，ηm 为压缩机的机械效率；ηi 为压缩机的指示效率。
压缩机排量：
V h =
60×103·Q L ·v 1
04（9）
式中，λ为输气系数；v 1为压缩机吸气口处制冷剂蒸气比体积；n 为压缩机转速。
传统汽车压缩机转速取决于内燃机转速及两者
间的传动比，不能随意改变，而电动压缩机是由单独电机进行驱动，其转速可根据空调工作负荷需求自由调整。为使电动压缩机能够高效率运行，取驱动电机的额定转速n e 来匹配压缩机排量。
3.3实例分析
初选电机，确定压缩
机匹配转速和排量收集车身结构参数计算车室得热量确定车室内外空气参数
计算空调制冷负荷系统热力循环计算确定空调系统运行工况确定电动压缩机驱动方式和结构型式电机、压缩机型号选择
确定压缩机轴功率lg p
4
3
2
2s 501
h
状态点122s 450温度/℃t 1t 2
t 2s
t 4
t 5
t 0
比体积/m3·kg -1v 1—
—
—
—
—
比焓/kJ·kg -1
h 1
h 2h 2s h 4h 5h 0
·设计·计算·研究·
20——
2009年
第6期
以某7m 中型客车为例，分别计算了其在北京、长春地区运行的制冷负荷，并针对所得到的制冷负荷值进行了空调系统参数匹配计算。该车车体结构材料参数如表2所列。
计算条件如下：设定为7月21日分别在北京和长春地区以40km/h的速度向正南方向行驶；车室内，空气干球温度25℃，相对湿度55%；乘员22人；车内空气流速0.3m/s；人均通风换气量25m 3/h。
该车制冷负荷计算结果如表3所列。
3.4空调系统参数匹配
由式（7）可知，在空调系统及其工况确定以后，压缩机轴功率只与制冷负荷有关，由于制冷负荷随时间不断变化，因此在匹配压缩机轴功率时应充分考虑空调实际使用状况，使电动压缩机能经常工作在高效率区。通常情况下，在一天中最热的中午到下午时段，空调制冷负荷最大且使用频率较高，因此本
文选择夏天11：00~17：00这一时段制冷负荷平均值来匹配压缩机功率，其中，北京地区制冷负荷平均值为13kW ，长春地区为10kW 。
表2整车车体结构材料参数
总成材料名称面积/m2与水平面夹角/（°）
侧围钢板
左5.58，右5.2790复合棉毡
PVC 板
聚氨酯发泡
PVC 板
地板胶合板11.840人造革前窗玻璃1.26
65侧窗玻璃左4.11，右4.23
80后窗
玻璃
0.95
83
钢板钢板左1.05，右0.78
909.41
车门顶棚
表4列出了对应不同转速下电动压缩机各性能参数的计算结果。
表4
北京和长春地区空调系统匹配参数
根据计算结果，结合现有产品技术参数，选择确定的压缩机和驱动电机参数如表5所列。
表5压缩机和驱动电机技术参数
4空调系统对整车性能影响的仿真分析
4.1
整车性能仿真模型建立
应用ADVISOR 通用仿真软件，以该样车结构和
性能参数为基础构建整车仿真模型，计算分析空调系统对整车性能的影响[9]。整车技术参数如表6所列。
为使仿真分析接近实际使用状况，根据前述计算结果得到满足压缩机工作要求的电机输出功率和空调系统驱动功率后，选取8~17时刻的驱动功率平均值作为参数输入。
表6纯电动中型客车主要技术参数
为简化计算，空调压缩机驱动电机在各工况下
的效率统一设定为额定工况下的效率值。仿真分析过程中，空调系统总的运行功率还应包括各热交换器风扇电机的功率。参考同类车型的风机配置方案，冷凝器选择两个轴流式风机，每个功率130W ；车顶蒸发器配两个双轴离心式风机，仪表板下的蒸发器配一个双轴离心式风机，每个功率150W 。因此，空调系统总的风机功率为710W 。
4.2动力性能仿真分析
表3
制冷负荷计算结果W
6：007：008：009：0010：0011：0012：0013：0014：0015：0016：00
17：0018：00
4272560870278608100631128412198130881369113761133951250211309
1959
2991
4248
5573
6901
8000
8968
9960
10791111201086310272
9268
时刻制冷负荷
北京地区长春地区
压缩机转速/r·min -1
压缩机驱动电机功率/kW
压缩机排量/ml·r -1
25005.1（3.9）228（175）35005.1（3.9）163（125）40005.1（3.9）142（109）50005.1（3.9）114（88）6000
5.1（3.9）
95（73）
压缩机
电动机
制冷量/kW13额定电压/V288排量/ml·r
-1
170额定功率/kW5.5
最大连续
转速/r·min -1
10000
额定转速/r·min
-1
3500额定转矩/N·m
15
参数数值
参数数值
整车总质量/kg7840迎风阻力系数0.56轮胎滚动半径/m0.46迎风面积/m25.35两挡变速器速比1.82，6.24主减速器速比6.33驱动电机峰值功率/kW
90动力
电池
容量/Ah400最大扭矩/N·m
238
节数
80
21——
汽车技术
基于不同的SOC 值，对使用空调（ON ）和不使用空调（OFF ）时汽车的爬坡性能和加速性能进行了对比仿真。空调系统功率（含压缩机和风机）5260W ，爬坡速度12km/h，仿真结果如表7和表8所列。
由表7可知，随着爬坡持续时间的增加以及电池SOC 值的降低，空调使用与否都会降低汽车的爬坡度，但使用空调会使爬坡度降低幅度更大。同样对于表8，
随着末速度的增加及SOC 值的降低，汽车的加速时间也会增加，但使用空调时增加得更多些。
由仿真结果可知，由于电动汽车空调系统所消耗的功率直接来自蓄电池，因此在蓄电池输出功率足够大时空调的使用不会对整车动力性能产生影响，汽车加速时间和爬坡度均可满足设计要求。而随着SOC 值的降低和输出功率的下降，空调的使用会逐渐对整车动力性产生明显影响。实际行驶过程中，在汽车起步加速和爬坡行驶工况下，可以控制空调压缩机电机转速，避免蓄电池过大电流放电，通过牺牲短时间的舒适性以保证主驱动电机正常运行和整车动力性需要。
表7
电动客车爬坡性能仿真结果
%
表8
电动客车加速性能仿真结果
s
4.3续驶里程仿真分析
表9所列为不同行驶工况下空调系统使用前、后整车续驶里程的仿真计算结果。仿真过程中，取空调制冷系统功率为5260W ，为保证车辆行驶安全和电池使用寿命，取SOC 值为0.2时停止行驶。
表9
电动客车续驶里程仿真结果
km
由仿真结果可知，电动客车使用空调后60km/h等速行驶条件下整车续驶里程降低了20.2%。而在不同城市循环工况下，由于行驶条件不同，各种工况（怠速、匀速、加速和减速）的比例分布不同，因此使用空调后整车续驶里程变化结果有很大区别。美国城市行驶工况（UDDS ）条件下，整车续驶里程由121km 下降至96.1km ，降低20.6%。北京综合工况下，由于行驶过程中汽车处于怠速及加、减速等低速状况相对较多，车辆平均车速较UDDS 工况低，汽车驱动电机平均功率输出不大，因而该工况下空调系统能耗占整车能耗比例提高，空调的使用对续驶里程的影响也更加显著，使用空调后整车续驶里程降低49.6%。
5结束语
a.
根据计算结果，确定为设计样车所匹配的
电动压缩机额定功率为5.5kW ，该设计参数能为空调系统提供足够的制冷量，据此所选择的空调系统经过整车初步验证合理。
b.
仿真分析结果表明，在动力电池输出功率
足够且SOC 值充分的条件下，空调系统的使用对整车动力性能基本无影响，但对整车续驶里程影响显著，不同行驶条件下，使用空调后整车续驶里程降低幅度达到20.2%~49.6%。
参
考文献
1曹立波, 杨华, 高建远. 电动汽车空调系统设计对策. 湖南大学学报（自然科学版）,2001,28（5）：40~45.
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史保新, 马国远, 陈观生. 电动车用空调装置的研究. 流体机械.2002,3（4）：48~50.
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谢卓, 陈江平, 陈芝久. 电动车热泵空调系统的设计分析. 汽车工程,2006,28（8）:763~765.
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7陈沛霖, 曹叔维, 郭健雄. 空气调节负荷计算理论与方法. 上海：同济大学出版社,1987.
8
Zeng Xiaohua,Min Haitao,Xu Xing,et al.Parameter Design for Power Train and Performance Simulation of Electrical City Bus. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference （VPPC ）,2008.
（责任编辑
帘青）
修改稿收到日期为2009年2月13日。
坡度/%
60s 26.326.326.326.326.326.3600s 25.023.826.326.326.326.31800s 13.111.0
23.7
21.7
26.3
26.3
时间/s
SOC=0.3SOC=0.5SOC=0.7
OFF
ON OFF ON OFF ON 坡度/%
5015.515.714.314.514.114.27033.234.029.529.928.629.090
61.4
63.1
52.4
53.2
50.4
51.1
末速度
/km·h -1
SOC=0.3SOC=0.5
SOC=0.7
OFF ON OFF ON OFF ON 工况UDDS 城市行驶工况
北京工况
60km/h
匀速行驶
空调使用状态
ON 96.1100.8180.8OFF
121
200
226.5
22——
电动汽车空调系统 、电动汽车空调系统 全球气候变暖、大气污染以及能源成本高涨等问题日趋严峻，汽车作为环境污染和能源消耗的主要来源之一，其节能减排问题受到了越来越广泛的重视，各国政府和汽车企业均将节能环保当作未来汽车技术发展的指导方向，这样节能环保的电动也就应运而生。电动汽车是集汽车技术、电子及计算机技术、电化学技术、能源与新材料技术于一体的高新技术产品，与普通内燃机汽车相比，具有无污染、噪声低及节省石油资源的特点。基于以上电动汽车的特点，它极有可能成为人类新一代的清洁环保交通工具，它的推广普及具有不可估量的重要意义。 电动汽车的出现也为电动汽车空调的研究开发提出了新的课题与挑战。汽车空调的功能就是把车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。在各种气候环境条件下，电动汽车车厢内应保持舒适状态，以提供舒适的驾驶和乘坐环境。另外，拥有一套节能高效的空调系统对电动汽车开拓市场也起到至关重要的作用。因此，在开发研制电动汽车同时, 必然也要对其配套的空调系统进行开发与研制。 对于目前传统燃油汽车空调系统，制冷主要采用发动机驱动的蒸汽压缩式制冷系统进行降温，而制热主要采用燃油发动机产生的余热。而对于电动汽车中的纯电动汽车以及燃料电池汽车来说，没有发动机作为空调压缩机的动力源，也不能提供作为汽车空调冬天制热用的热源，因此无法直接采用传统汽车空调系统的解决方案；对于混合动力车型来说，发动机的控制方式多样，故空调压缩机也不能采用发动机直接驱动的方案。综合以上原因，在电动汽车的开发过程中，必须研究适合电动汽车使用的新型空调系统。对于电动汽车来说，车上拥有高压直流电源，因此，采用电动热泵型空调系统，压缩机采用电机直接驱动，成为电动汽车可行的解决方案。 、电动汽车空调的特点 电动汽车空调与普通空调装置相比，电动汽车空调装置以及车内环境主要有以下特点：八、、? 1)汽车空调系统安装在运动的车辆上，要承受剧烈而频繁的振动与冲击，要求电动汽车
电动汽车空调国内外发展现状及发展趋势 摘要：本文分析了电动汽车空调系统的特点，介绍了国内外电动汽车空调发展现状，根据现状和实际使用需求叙述了电动汽车空调的发展趋势。 关键字：电动汽车空调发展现状热泵发展趋势 引言 全球气候变暖、大气污染以及能源成本高涨等问题日趋严峻，汽车作为环境污染和能源消耗的主要来源之一，其节能减排问题受到了越来越广泛的重视，各国政府和汽车企业均将节能环保当作未来汽车技术发展的指导方向，这样节能环保的电动也就应运而生。电动汽车是集汽车技术、电子及计算机技术、电化学技术、能源与新材料技术于一体的高新技术产品，与普通内燃机汽车相比，具有无污染、噪声低及节省石油资源的特点。基于以上电动汽车的特点，它极有可能成为人类新一代的清洁环保交通工具，它的推广普及具有不可估量的重要意义。 电动汽车的出现也为电动汽车空调的研究开发提出了新的课题与挑战。汽车空调的功能就是把车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。在各种气候环境条件下，电动汽车车厢内应保持舒适状态，以提供舒适的驾驶和乘坐环境。另外，拥有一套节能高效的空调系统对电动汽车开拓市场也起到至关重要的作用。因此，在开发研制电动汽车同时,必然也要对其配套的空调系统进行开发与研制。 对于目前传统燃油汽车空调系统，制冷主要采用发动机驱动的蒸汽压缩
式制冷系统进行降温，而制热主要采用燃油发动机产生的余热。而对于电动汽车中的纯电动汽车以及燃料电池汽车来说，没有发动机作为空调压缩机的动力源，也不能提供作为汽车空调冬天制热用的热源，因此无法直接采用传统汽车空调系统的解决方案；对于混合动力车型来说，发动机的控制方式多样，故空调压缩机也不能采用发动机直接驱动的方案。综合以上原因，在电动汽车的开发过程中，必须研究适合电动汽车使用的新型空调系统。对于电动汽车来说，车上拥有高压直流电源，因此，采用电动热泵型空调系统，压缩机采用电机直接驱动，成为电动汽车可行的解决方案。 1.电动汽车空调的特点 电动汽车空调与普通空调装臵相比，电动汽车空调装臵以及车内环境主要有以下特点： 1)汽车空调系统安装在运动的车辆上，要承受剧烈而频繁的振动与冲击， 要求电动汽车空调装臵结构中的各个零部件都应具有足够抗振动冲击的强度和良好的系统气密性能； 2)电动汽车大部分属于短距离代步，乘坐时间较短，加上电动汽车内乘员 所占空间比大，产生的热量相对较多，相对热负荷大，要求空调具有快速制冷、制热和低速运行能力； 3)电动汽车空调使用的是车上蓄电池提供的直流电源，压缩机工作效率高， 控制可靠性高，维护方便； 4)汽车车身隔热层薄，而且门窗多，玻璃面积大，隔热性能差，电动汽车 也不例外，致使车内漏热严重；
引言 随着我国汽车工业的快速发展以及人民生活水平的不断提高，汽车空调已经越来越普及，在欧美普及率甚至达到90%以上，近年来我国的汽车空调配装率也在不断稳步提高。 现代汽车设计由于采用了先进的设计手段，开发周期越来越短，汽车空调系统作为汽车一个比较大而复杂的部件，与汽车的动力、底盘、车身结构、内饰、电控等都有关系，一般在基本确定汽车外形尺寸时就可以开始进行设计，这时就需要先计算其制冷量，因为制冷量的大小直接与空调系统的结构布置方式、空调两器总成的体积等有关，如果计算偏差过大，会造成空调系统与整车不匹配，需要进行多次试验改进，从而可能会影响到整车的开发进度，并增加开发成本。 微型汽车由于与其它车型相比一般动力富余功率都较少，而乘员空间又相对较大，车厢的隔热保温性能也相对差一些，整车价格也比较低廉，故从经济性、客户群等各方面考虑在空调系统计算参数的选择上与其它车型不一样。我们一般常用的制冷量计算方法是通过分别计算影响整车的各热负荷之和，即整车的得热量，来求得整车所需要的制冷量，这个计算过程比较繁琐和复杂，也容易出错，而采用经验公式进行简化计算，就使得整个计算过程变得非常的简单了，计算结果与常规方法也差不多，它是结合我们的实际经验，通过分析计算和试验对乘员数、车内空间、车窗玻璃面积等之间的关系及主要所需（所得）制冷量（热负荷）应占整车制冷量的百分比，通过经验公式来求得整车制冷量，用此方法得出的制冷量与实际需求制冷量差别并不大。 下面分别用两种方法计算一下五菱之光的空调制冷量并作一下对比。 1. 汽车空调的计算温度选择： 我们按表1数值作为微型汽车空调系统的计算温度。 表1 微车空调计算温度 温度 车型干球温度℃ 太阳辐射强度（W/m2 ）车内设计温度℃ (空调压缩机1800r/min,车速约40Km/h) 相对湿度(%) 新风量 微型车 35 843 29 50～60 10～20或无 轿车 38 1000 24～27 60 20～30 从上表我们可以看到，微型车的计算温度（车内平均温度）定为29℃，而轿车一般定为24～27，一般大型客车定为27～28，微型车都比它们要高一些，这其实是综合了多种因素并经过很多次试验得出的较经济合理的车内平均温度，因为对微型车来说，如果计算温度定得过高了，乘员就会明显感觉制冷不足；而如果定得过低，势必需要加大压缩机排量才能满足，这样功耗必然增加，并影响到整车的动力性，否则又可能无法实现。 2 计算方法： 2.1 微型车车内与外界热交换示意图： 为便于分析，绘制图1的微型车热交换示意图。 2.2 计算公式: 2.2.1 常规的计算方法：
2009年第6期 电动汽车空调系统参数匹配与计算研究* 闵海涛1 王晓丹1，2 曾小华1 李 颂3 （1. 吉林大学；2. 中国第一汽车集团公司技术中心；3. 空军航空大学） 【摘要】对电动汽车空调系统结构与布置方案进行了分析, 总结出了空调系统制冷负荷与参数匹配计算流 程。以某型号纯电动中型客车为例, 给出了完整的空调系统计算参数。对不同行驶工况下电动客车性能进行的仿真 分析结果表明，采用所匹配的空调系统，该客车在提供足够制冷负荷前提下能够满足动力性能设计要求，但空调系 统的使用将显著降低整车续驶里程。 主题词：电动汽车空调系统参数设计 中图分类号：U469.72+2文献标识码：A 文章编号：1000－3703（2009）06－0019－04 Parameter Design and Computation Study for Air Conditioning System of Electric Vehicle
Min Haitao 1,Wang Xiaodan 1,2,Zeng Xiaohua 1,Li Song 3 （1.Jilin University ；2.China FAW Group Corporation R&DCenter ；3.Aviation University of Air Force ） 【Abstract 】The structure and layout of air -conditioning system （A/C）for electric vehicles were analyzed,the computation flow of cooling load and parameter design for air-conditioning system were summarized in this paper.Taking a medium-duty electric bus as an example,the whole computation parameters of the air-conditioning system were given.The simulation results of the electric bus performance at variable driving conditions indicate that the vehicle ’s dynamic performance could meet the design requirements with A/Cworking,but the vehicle ’s cruising range will reduce definitely with the use of A/Csystem. Key words ：Electric vehicle,Air-conditioning system,Parameter design 1前言 对电动汽车空调系统研究结果[1~5]表明，电动空 调通过实现变频控制可有效减少能量消耗，提高系统效率，如在城市循环工况下使用电动空调后整车续驶里程降低了21.3%。本文以某型号纯电动中型客车为例，对电动空调系统进行计算分析，在保证空调系统制冷能力的前提下计算得出所需压缩机轴功率，并应用ADVISOR 和MATLAB 联合仿真方法分析了不同行驶工况下空调系统对整车动力性能和续驶里程的影响。 2空调系统方案设计 纯电动客车的空调系统构成和布置方案如图1
电动汽车与传统内燃机汽车之间的主要差别是采用了不同的动力源，它由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。电动汽车的能量供给和消耗，与蓄电池的性能密切相关，直接影响电动汽车的动力性和续驶里程，同时影响电动汽车行驶的成本效益。 电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力。电动汽车在运行过程中，行驶阻力不断变化，其主电路中传递的功率也在不断变化。对电动汽车行驶时的受力状况以及主电路中电流的变化进行分析，是研究电动汽车行驶性能和经济性能的基础。 1、电动汽车的动力性分析 1.1 电动汽车的驱动力 电动汽车的电动机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力F0，同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft.Ft 与F0大小相等方向相反，Ft方向与驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，将其定义为电动汽车的驱动力。有： 电动汽车机械传动装置是指与电动机输出轴有运动学联系的减速齿轮传动箱或变速器、传动轴及主减速器等机械装置。机械传动链中的功率损失包括：齿轮啮合点处的摩擦损失、轴承中的摩擦
损失、旋转零件与密封装置之间的摩擦损失以及搅动润滑油的损失等。 1.2 电动汽车行驶方程式与功率平衡 电动汽车在上坡加速行驶时，作用于电动汽车的阻力与驱动力始终保持平衡，建立如下的汽车行驶方程式： 以电动汽车行驶速度va乘以(2)式两端，考虑机械损失，再经过单位换算之后可得： 或 由（4）、（5）两式可以看出，电动汽车在行驶时，电动机传递到驱动轮的输出功率与体现在驱动轮上的阻力功率始终保持平衡。将(4)变换可得： 式中PM为电动机的输出功率。 用曲线图表示上述功率关系，将电动机的输出功率、汽车经常遇到的阻力功率与对应车速的关系归置在x-y坐标图上得到电动汽车功率平衡图如图1所示。
电动汽车空调系统 3.1、电动汽车空调系统 全球气候变暖、大气污染以及能源成本高涨等问题日趋严峻，汽车作为环境污染和能源消耗的主要来源之一，其节能减排问题受到了越来越广泛的重视，各国政府和汽车企业均将节能环保当作未来汽车技术发展的指导方向，这样节能环保的电动也就应运而生。电动汽车是集汽车技术、电子及计算机技术、电化学技术、能源与新材料技术于一体的高新技术产品，与普通燃机汽车相比，具有无污染、噪声低及节省石油资源的特点。基于以上电动汽车的特点，它极有可能成为人类新一代的清洁环保交通工具，它的推广普及具有不可估量的重要意义。 电动汽车的出现也为电动汽车空调的研究开发提出了新的课题与挑战。汽车空调的功能就是把车厢的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。在各种气候环境条件下，电动汽车车厢应保持舒适状态，以提供舒适的驾驶和乘坐环境。另外，拥有一套节能高效的空调系统对电动汽车开拓市场也起到至关重要的作用。因此，在开发研制电动汽车同时,必然也要对其配套的空调系统进行开发与研制。 对于目前传统燃油汽车空调系统，制冷主要采用发动机驱动的蒸汽压缩式制冷系统进行降温，而制热主要采用燃油发动机产生的余热。而对于电动汽车中的纯电动汽车以及燃料电池汽车来说，没有发动机作为空调压缩机的动力源，也不能提供作为汽车空调冬天制热用的热源，因此无法直接采用传统汽车空调系统的解决方案；对于混合动力车型来说，发动机的控制方式多样，故空调压缩机也不能采用发动机直接驱动的方案。综合以上原因，在电动汽车的开发过程中，必须研究适合电动汽车使用的新型空调系统。对于电动汽车来说，车上拥有高压直流电源，因此，采用电动热泵型空调系统，压缩机采用电机直接驱动，成为电动汽车可行的解决方案。
电动汽车加装空调系统方案 现阶段的电动汽车空调控制系统主要分两种： 1、热电（偶）空调控制系统 2、热泵型空调控制系统 热电偶空调控制系统具有很多适合电动汽车使用的特点，并且与传统机械压缩式空调系统相比，热电空气调节具有以下特点: a)、热电元件工作需要直流电源; b)、改变电流方向即可产生制冷、制热的逆效果; c)、热电制冷片热惯性非常小，制冷时间很短，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差; d)、调节组件工作电流的大小即可调节制冷速度和温度，温度控制精度可达0.001℃，并且容易实现能量的连续调节; e)、在正确设计和应用条件下，其制冷效率可达90%以上，而制热效率远大于1; f)、体积小、重量轻、结构紧凑，有利于减小电动汽车的整备质量;可靠性高、寿命长并且维护方便;没有转动部件，因此无振动、无摩擦、无噪声且耐冲击 但是对于热电（偶）电动汽车空调系统，目前存在着热电材料的优值系数较低，制冷性能不够理想，并且热电堆产量受到构成热电元件的蹄元素产量的限制。不具备电动汽车
空调节能高效的要求。这使得电动汽车空调更倾向于选用节能高效的热泵型空调。 热泵型空调控制系统是在原有燃油汽车上进行改进的，该技术最大的优点就是制冷、制热效率高，相关企业开发的全封闭电动涡旋压缩机，是由一个直流无刷电动机驱动，通过制冷剂回气冷却，具有噪声低，振动小，结构紧凑，质量轻等优点。 综上所述：电动汽车所优先选用的空调系统为冷暖一体式热泵型空调控制系统。加热系统采用传统的PTC加热系统，制冷系统采用蓄电池直接驱动电动压缩机，通过脉宽调制对压缩机转速进行调整，从而调节制冷量，冷凝设备主要用的是平行流冷凝器，蒸发设备主要用的是层叠式蒸发器，节流装置仍然是热力膨胀阀，制冷剂仍然是R134a。 空调各部件尺寸根据各个供应商送样决定。
热泵型电动汽车空调系统性能试验研究 1.1 研究背景及意义 目前，随着人类越来越多的使用燃油汽车，汽车尾气排放出的二氧化碳加剧了全球 气候极端变化。我国的石油资源的探明储量极其有限，早在2009 年，石油消费进口依 存度就突破了“国际警戒线”（50%），高达52%。汽车保有量却是逐年增加，如果 汽车几乎完全依赖于化石燃料，很容易受到国际石油价格的冲击，甚至导致燃料的供应 中断。再者，燃油汽车的尾气排放出大量的污染物如PM10（可吸入颗粒物）、NOx（氮 氧化物）、SO2（二氧化硫）和VOCs（挥发性有机化合物）等，已经成为我国城市大 气污染的主要污染源，严重危害了人们的健康。纯电动汽车是以电能驱动的，具有燃 油汽车无法比拟的优点，主要表现在：一、污染少、噪声低。其本身不排放污染大气 的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著 减少，且电动汽车电动机的发出的噪声较燃油汽车发动机小得多；二、能源的利用具有 多元化，电力可以从多种一次能源如煤、核能、水力、太阳能、风能、潮汐能等获得， 能源利用更加安全；三、可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的 峰谷差的作用；四、效率更高和控制更容易实现智能化。 作为一种具有环保和节能优势的先进交通工具，电动汽车受到了越来越广泛的关注。美、日、欧等发达国家不惜投入巨资进行电动汽车的研究开发，取得了丰硕的研究成果，纯电动汽车目前在许多发达国家已得到商业化的应用。我国电动汽车发展起步 较晚，但国家从维护能源安全，改善大气环境，提高汽车工业竞争力和实现我国汽车工 业的跨越式发展的战略高度考虑，从“八五”开始到现在，电动汽车研究一直是国家计 划项目，并在2001 年设立了“电动汽车重大科技专项”，通过组织企业、高校和科研 机构，集中各方面力量进行技术攻关。与此同时，上海、广州和深圳等地的地方政 府也出台了相应的扶持新能源汽车的发展政策，计划实现电动汽车在本地的产业化。 电动汽车代表未来汽车发展的方向，各国政策的扶持为电动汽车的发展铺平了道 路，近年来，它们在全世界范围内呈现出欣欣向荣的的发展态势，据国外著名金融杂志 JP Morgan 报道，预计到2020 年全球将有1100 万辆电动汽车上市销售，这意味着到那时电动汽车将分别占有北美20%和全球13%的市场份额，但目前电动汽车的发展遇到 很多技术问题，特别动力电池技术，续驶里程的提高和充电网络的建设等问题。 空调系统作为改善驾驶员工作条件、提高工作效率、提高汽车安全性及为乘员营造 健康舒适的乘车环境的重要手段，对燃油汽车和电动汽车而言，都是必不可少的。电 动汽车用空调系统与普通的汽车（内燃机驱动）空调相比，由于原动机不同而引发一系 列新变化。主要体现在：1）普通的汽车空调系统的压缩机依靠发动机通过一个电磁离 合器驱动，而电动汽车空调压缩机自带电动机独立驱动；2）电动汽车没有用来采暖的 发动机余热，不能提供作为汽车空调冬天采暖用的热源，必须自身具有供暖的功能，即 要求制冷、制热双向运行的热泵型空调系统。 纯电动汽车空调系统制冷、供暖和除霜所需能量均来自于整车动力电池。作为电动 汽车功耗最大的辅助子系统，空调系统的使用将极大的降低其续驶里程。因而，通过优 化电动汽车空调系统的设计以提高其性能对提高电动汽车续驶里程，推广电动汽车的应 用有着重要意义。 1.2.2 热泵式汽车空调研究现状 汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。随着 汽车的日益普及以及人们对汽车的舒适性、安全性要求的提高，汽车空调系统已经成为 现代汽车上必不可少的装置。汽车空调工作环境的特殊性如需要承受频繁的震动和冲
纯电动汽车的结构分析和驱动系统性能比较 摘要 纯电动汽车驱动形式有很多种，为了选择最合适的驱动系统，我们对不同驱动系统的结构特征进行了分析，在纯电动汽车上匹配不同的驱动系统后比较其动力性；以城市驾驶循环为例建立车辆能耗模型来比较其经济性。结果显示：单电机直接驱动系统虽然最简单，但其性能最差；装配两速变速器后，动力性显著改善，汽车行驶里程增加3.6％，但自动变速的功能难以解决;采用轮毂电机驱动系统可以改善汽车的动力性，但实际行驶效率不高;而双电机耦合驱动系统可以实现高效率行驶，其行驶里程比单电机直驱增加了7.79％，并且因为其具有结构简单，行驶效率高等特点，所以适用于现在的纯电动汽车。 绪论 作为核心部件，电力驱动系统的技术水平直接制约纯电动汽车的整体性能。如今，有多种驱动系统可以使用。根据车轮驱动扭矩的动力源，驱动系统的模式可分为整体式驱动和分布式驱动。整体式驱动系统的驱动扭矩由主减速器或次级减速器或差速器来调节，主要包括单电机直驱和主副电机耦合系统。在分布式驱动中，每个驱动轮都有一个单独的驱动系统，轮毂电机驱动系统是分布式驱动的主要形式。 整体式驱动的技术相对比较成熟，但驱动力通过差速器被大致平均分配到左、右半轴，单个驱动轮的转矩在大多数车辆中不能独立地调节。因此不安装其他的传感器和控制器，我们很难对汽车的运动和动力进行控制[1]。分布式驱动近几年飞速发展，由于大多数车轮和电动机之间的机械部件被替换，因此分布式驱动系统具有结构紧凑和传动效率高的优点[2]。 为了选取最适合纯电动汽车的驱动方式，本文对不同驱动系统的结构特征和动力性经济性比较进行了比较说明。本文结构如下：第二部分为驱动系统的结构特征分析，第三部分介绍驱动系统的参数和部件性能，第四部分比较不同驱动系统的动力性，第五部分比较不同驱动系统的经济性，第六部分得出结论。 结构分析 整体式驱动 整体式驱动系统被广泛应用于各类电动车辆，其主要结构如图1所示。其中M是电动机，R是固定速比减速器，T是变速器，D是主减速器，W是车轮。图1 a是单电机直驱系统，其扭矩由主减速器调节，通常称为直驱系统。图1 b和直驱系统十分相似，除了扭矩由变速器调节。因为驱动电机的速比调节范围比内燃机的更大，所以能以较少的齿轮数目的传动来满足在任何工况下的电动汽车需求。图1 c是另外一种整体式驱动形式，其采用两个驱动电机和主减速器，其中一个电机在大多数工况下作为汽车的动力来源，另外一个电机只有在需要附加功率时才会工作。
整车空调系统冷负荷计 算书 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
B项目空调系统设计计算报告 编制： 批准： 日期：06.12.30
目录 一、汽车空调热负荷计算 (2) 1.空调系统原理图 (2) 2.汽车空调热负荷 (3) 边界条件的确定 (3) 热平衡关系的建立 (4) 空调热负荷计算 (5) 空调系统制冷量的确定 (11) 二、制冷剂循环流量 (11) 1.压焓图状态点的确定 (11) 2.制冷剂循环流量 (12) 三、所选压缩机与汽车动力匹配计算 (12) 四、冷凝器能力计算 (14) 五、蒸发器能力计算 (14) 六、送风量的计算 (15)
B22空调计算报告 一、 汽车空调热负荷计算 1．空调系统原理图 汽车空调系统采用蒸汽压缩式制冷原理。B22空调系统主要由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、热力膨胀阀、蒸发器、高低压管组成，其原理为：低温低压液态制冷剂进入蒸发器，在一定压力下吸热气化，变成低温低压气态制冷剂，然后被压缩机抽吸压缩，成为高温高压气态制冷剂，再经过冷凝器放热，冷凝成低温高压液态制冷剂，然后经过热力膨胀阀，制冷剂恢复到低温低压状态，重新流入蒸发器吸热气化，从而完成一个制冷循环。 制冷循环示意图如下： 冷凝器 蒸发器 热力膨胀阀 压缩机图1 制冷循环示意图 根据奇瑞企业标准Q/《整车空调系统环境实验及其评估方法》，对汽车空调系统进行环境模拟试验，试验结果应满足以下要求： 1) 怠速工况：环境温度40℃±1℃、相对湿度50%±2RH 、日照1KW/m 2、迎面风速10km/h 、空档位/P 档、鼓风机最大档、全冷（LO ）、吹面方向、内循环、测试时间 45min 、车内无人，满足条件后开始试验，车内平均温度（室内头部温度点）不高于38℃； 2) 40 km/h 工况：环境温度40℃±1℃、相对湿度50%±2RH 、日照1KW/m 2、迎面风速40km/h 、4档位/D 档、鼓风机最大档、全冷（LO ）、吹面方向、内循环、测试时间 45min 、车内1人，满足条件后开始试验，车内平均温度（室内头部温度点）不高于28℃；
摘要 汽车空调的普及，是提高汽车竞争能力的重要手段之一。随着汽车工业的发展和人们物质生活水平的提高，人们对舒适性，可靠性，安全性的要求愈来愈高。国内近年来，汽车生产厂家越来越多，产量越来越大，大量中高档车需要安装空调。因此，对汽车空调的研究开发特别重要。 本论文针对吉利LG—1空调系统匹配设计,对普通轿车空调系统的设计开发原理和特点进行了比较系统的阐述. 第一章概论 1.1 汽车空调的作用及其发展 汽车工业是我国的支柱产业之一，其发展必然会带动汽车空调产业的发展。汽车空调作为空调技术在汽车上的应用，它能创造车室内热微环境的舒适性，保持车室内空气温度、湿度、流速、洁净度、噪声和余压等在热舒适的标准范围内，不仅有利于保护司乘人员的身心健康，提高其工作效率和生活质量，而且还对增加汽车行始安全性具有积极作用。 就世界上汽车空调技术发展的历史来看，其发展的速度也是惊人的。1927年就诞生了较为简单的汽车空调装置，它只承担冬季向乘员供暖和为挡风玻璃除霜的任务。直到1940年，由美国Packard公司生产出第一台装有制冷机的轿车。1954年才真正将第一台冷暖一体化整体式设备安装在美国Nash牌小汽车上。1964年，在Cadillac轿车中出现了第一台自动控温的汽车空调。1979年，美国和日本共同推出了用微机控制的空调系统，实现了数字显示和最佳控制，标志着汽车空调已进入生产第四代产品的阶段。汽车空调技术发展至今，其功能已日趋完善，能对车室进行制冷，采暖，通风换气，除霜（雾），空气净化等。我国空调产业发长速度虽然较快，但是目前国内车用空调系统生产基本上仍是处于引进技术与开发、研究并举的阶段。 1.2 汽车空调的特点 汽车空调使用的特殊性，决定了它在结构、材料、安装、布置、设计、技术要求等方面与普通空调，如建筑物空调，有着较大的差别： 1）在动力源处理上，车用空调压缩机只能采用开启式的结构型式，这就带来空调系统轴封要求高，制冷剂容易泄漏的问题。 2）作为空调的对象，汽车车室容积狭小，人员密集，其热、湿负荷大，气流分布难以均匀，要求所选配的车用空调机组制冷量要大，能降温迅速。 3）当车用空调装置消耗汽车主发动机的动力时，必须考虑其对汽车动力也操纵性能的影响，也必须考虑车速变化幅度大或变化频繁，给空调系统制冷剂流量控制、制冷量控制、系统设计带来的影响。 4）汽车本身结构非常紧凑，可供安装空调设备觉得空间极为有限，不仅对车用空调装置的外形、体积和质量要求较高，而且对其性能和选型也会带来影响。 5）汽车是运动中的物体，对汽车空调系统各组成部件的振动、噪声、安全、可靠等方面的技术要求严格。6）车用空调装置的结构、外形和布置，必须考虑其对汽车底盘、车身结构件及汽车行驶稳定性、安全性的影响。 第二章课题的目的及现实意义 2.1 课题主要目的 本空调系统的国产化开发是按照浙江吉利轿车的要求进行系统仿制，本着通用性和互换性的原则而进行的。本系统参照于日本威驰轿车空调系统，适用于小型轿车空调系统的研发。 压缩机总成的装配位置与原装系统相同，重新设计压缩机支架及涨紧机构，仍采用V型皮带轮。 风机、干燥器、电磁阀及各部件，位置和型号与威驰轿车原装系统选配相同。 管路走向及固定方式与原装基本相同，对接口尺寸按我公司标准做相应的修改。
XH-JS-04-013 电动汽车动力匹配计算设计规范 编制：年月日 审核：年月日 批准：年月日 XXXX有限公司发布
目录 一、概述 (1) 二、输入参数 (1) 2.1 基本参数列表 (1) 2.2 参数取值说明 (1) 三、XXXX动力性能匹配计算基本方法 (2) 3.1 驱动力、行驶阻力及其平衡 (3) 3.2 动力因数 (6) 3.3 爬坡度曲线 (6) 3.4 加速度曲线及加速时间 (7) 3.5 驱动电机功率的确定 (7) 3.6 主驱动电机选型 (8) 3.7 主减速器比的选择 (8) 参考文献 (9)
一、概述 汽车作为一种运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。动力性的好坏，直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。因此在新车开发阶段，必须进行动力性匹配计算，以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。 二、输入参数 2.1 基本参数列表 进行动力匹配计算需首先按确定整车和发动机基本参数，详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。下表是XXXX动力匹配计算必须的基本参数，其中发动机参数将在后文专题描述。 表1动力匹配计算输入参数表。 2.2 参数取值说明 1）迎风面积 迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积，可以通过三维数模的测量得到，三维数据不健全则通过设计总布置图测得。XXXX车型迎风面积为A
一般取值5-8 m 2 。 2）动力传动系统机械效率 根据XXXX 车型动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率T η主要由主驱动电机传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。 采用有级机械变速器传动系的车型传动系统效率一般在82％到85％之间，计算中可根据实际齿轮副数量和万向节夹角与数量对总传动效率进行修正，通常取传动系统效率T η值为78-82％。 3）滚动阻力系数f 滚动阻力系数采用推荐的客车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行匹配计算： f ＝??? ???????? ??+??? ??+4 410100100a a u f u f f c 其中：0f —0.0072～0.0120以上； 1f —0.00025～0.00280； 4f —0.00065～0.002以上； a u —汽车行驶速度，单位为km/h ； c —对于良好沥青路面，c =1.2。 三、 XXXX 动力性能匹配计算基本方法 汽车动力性能匹配计算的主要依据是汽车的驱动力和行驶阻力之间的平衡关系，汽车的驱动力－行驶阻力平衡方程为 j i w f t F F F F F +++= （1）
电动汽车空调的现状与发展 The status and the development trend of electric vehicle air conditioning 摘要：本文分析了电动汽车空调的结构，制冷系统原理，特点和发展状况，并且为了提高其舒适性，分析发展趋势以及更好的汽车空调新技术。 Abstract：The paper analyzes the electrical automobile air conditioners’ characteristics and development status in order to improve its comfort, and want to find out new technology of air conditioner to make it better. 关键词：电动汽车（Electric automobile）电动汽车的结构（Electrical automobile’structure）空调系统（air conditioner）现状（present situation）发展趋势（the development trend） 前言： 汽车空调在当今社会的汽车配置中可以说是重中之重，在各种季节、天气及其它行驶条件下，大家都希望车厢内保持舒适的状态。汽车空调的功能就是把车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。而对于新一代的纯电动环保型汽车来说空调的设置无疑与现在的主流汽车有所不同，但匹配空调系统又是
完全必要的，所以拥有一套节能高效的空调系统是现今市场的急切需要的。 正文： 电动汽车的结构： 电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。 1. 电源 电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前，电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍铬电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。 2. 动机调速控制装置 电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。
关于汽车空调的选型计算（二） 来源：中国论文下载中心 [ 09-09-14 15:40:00 ] 作者：未知编辑：studa090420 目前已知进口干度为0.3，出口过热，因此平均干度 χdo=（0.3+1.0）/2=0.65 由此，可计算其余参数的平均值。动力黏度μcore的平均值为 μcore=[χ/μr+（1-χ）/μ1]-1=[0.65/11.446+（1-0.65）/266.78] -1=17.212 kg/（m·s） 每一散热板制冷剂质量流量 qmr,eq'= qmr/11=0.042/11=3.8182×10-3 kg/s 散热板内孔的制冷剂质量流速qmr,A为 qmr,A= qmr,eq'/（1/4·π·D2h，r）=0.0038182/[3.1416/4× （3.7265×10-3）2] kg/（m2·s）= 350.077kg/（m2·s） 雷诺数Recore为 Recore= qmr,A·Dh，r/μcore=350.077×3.7265×10-3/（17.212×10-6）=75794 干度平均值为 χdo=0.49+627 Recore-0.83=0.49+627×75794-0.83=0.54587 由上面的计算可以看到，制冷剂干度从0.3～0.54587～1变化，后还有过热蒸气区。因此很难准确估计每一阶段所占的百分比，只能凭经验估计。在此，取过热蒸气区为20%，于是可以计算出干燥点之前的两相区约为28%，干燥点之后的两相区约占52%。 （1）干燥点之前的两相区，取χ=0.417，则在散热板内孔内，制冷剂气液两相均匀紊流工况的Lockhart-Martinelli数Xtt和关联系数F（Xtt）分别为 Xtt =[（1-χ）/χ]1-W/2（ρl/ρv）0.5（μv/μl）n/2 =[（1-0.417）/0.417]1-0.3/2（1285.86/15.712）0.5（11.446/266.78）0.3/2=7.5 F（Xtt）=（1+2.30/ Xtt2）0.374=（1+2.30/7.5）0.374=1.0151 制冷剂两相流折算成全液相时，在折算流速下的表面传热系数αl为
吉利LG—1空调系统设计计算 3.1 汽车空调的工作原理 图3.1 汽车空调系统工作原理 1—压缩机 2—排气管 3—冷凝器 4—风扇 5、7——高压液管 6—干燥储液器8—膨胀阀 9—低压液管 10—蒸发 器 11—鼓风机 12—感温包 13—吸气管 3.2对微弛空调系统进行数据采集 本系统为仿制系统，外形尺寸于原装系统基本相当。 散热板及翅片示意图，由于为仿制所以测量尺寸不够精准，所以其各部分数据均需要验算。 1、蒸发器设计 散热板: 宽Wt=58mm，高Ht=2.5mm，铝板厚δt=0.5mm。可得: 内部流道尺 寸 hH=Ht—2δt=1mm Wh=Wt—2δt=57mm 翅片：宽度Wf=58mm，高度Hf=8mm，厚δt=0.1mm。翅片角度αl=36o，间距Lf=2mm。 2、冷凝器设计 冷凝器选用平行流式，散热层多孔扁管和翅片结构尺寸： 翅片宽度16mm，高度8mm，厚度0.135mm，翅片间距1.5mm，百叶窗角度27℃，扁管外壁面高度2mm，宽度16mm，分4个流层，扁管数目依次是14-9-7-5。取迎面风速4.5m/s。
3．其他部分由于本身没采用进口件，而且对于本公司来说主要是选配。所以没有仿制微弛。 空调系统设计计算 3.3 空调系统热负荷计算 1．空调系统冷负荷计算 本系统设计主要是估算冷负荷，以便压缩机的选配和两器的设计，本设计中主要是针对压缩机的选配，我们采用较容易确定的太阳辐射热QS和玻璃渗入热QG，他们的总合占系统的70%。即可得总负荷，为了安全再取k=1.05的修正系数。轿车一般的工况条件： 冷凝温度tc=63°，蒸发温度te=0°, 膨胀阀前制冷剂过冷温度△tsc =5°, 蒸发器出口制冷剂气体过热度△tsh=5,压缩机吸气温度ts=10°, 室外温度ti=35°, 室内温度t0=27°,轿车正常行驶速度ve=40km/h ,压缩机正常转速n=1800r/min. 太阳辐射热的确定 故而，机组制冷量取Q0=4000W。即可 压缩机的选配 大部分汽车空调压缩机由发动机驱动，压缩机的转速与发动机呈一定的比例，在很大的范围内同步变化，再加上其固定是通过支架与发动机刚性的连接，工作条件非常的差，因此对汽车空调压缩机有比家用空调压缩机更高的要求。
一种纯电动轿车电池组冷却系统设计及仿真
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一种纯电动轿车电池组冷却系统设计及仿真 摘要：介绍了某纯电动轿车两种冷却系统设计方案，利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）仿真软件建立整个电池组仿真模型，通过仿真和试验相结合的手段获取仿真模型中蒸发器等效模型的关键参数，从而进行高温工况下电池组散热情况的数值模拟，指导冷却系统方案设计。对比两组仿真结果，确定蒸发器分体式冷却方案对电池组的冷却效果明显优于集中式，且该冷却系统可以有效保证电池在高温环境下运行的稳定性，防止热失控现象的发生。 关键词：纯电动轿车；热管理系统；冷却；数值模拟 中图分类号：U469.72+2文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2015.01.08 动力电池作为新能源纯电动汽车的动力来源，在提高整车性能和降低成本方面都有至关重要的作用，其温度特性直接影响到纯电动汽车的性能、寿命和耐久性[1-2]。目前在电池容量受到限制的情况下，电池成组技术水平对电池系统的发展非常重要，而电池热管理系统作为电池成组技术的重要核心技术之一，对提高电池一致性以及保证整车安全性都至关重要。在夏季，电动汽车运行过程中，对电池的充放电会
伴随着大量热量的产生，如不及时散热，电池组内部温度会急剧上升，且温差不断加大，加剧电池内阻与容量的不一致性，甚至导致热失控，存在很大安全隐患。 电池组冷却系统的设计需采用系统化的设计方法，同时为节省研究成本，需要借助成熟CFD技术来完善对电池组热特性的准确评估与分析。 针对目前传统开放式冷却系统不能很好地满足电池组运行需求的现状，本文提出一种全封闭式冷却系统方案，利用蒸发器对电池组进行主动散热。通过CFD仿真对所设计的两种方案进行数值模拟，最终确定较优方案。 1 电池组冷却系统设计 1.1 电池组冷却系统 空气冷却按照冷却系统采用结构的不同，分为串行和并行两种方式；按照是否使用风扇，分为强制及自然两种冷却方式。 自然冷却无冷却风扇，冷却效果比较差。强制冷却主要利用冷却风扇进行冷却，由于其实现成本较低、散热效果较好、可靠性高等特点，目前新能源汽车主要采用此种方式对电池组进行冷却[3-4]。 某纯电动轿车冷却系统利用空气作为冷却介质对电池组进行冷却，电池组内部选用能量型三元材料动力电池，采用密闭式热管理系统，利用强制冷却方式对电池组进行冷
新能源汽车 6 结语 纯电动乘用车的总布置设计工作是个系统工 程,需要协调车身、动力系统、电池、内外饰、造型等相关部门。如何在确保整车性能的基础上,提高空间利用率,避免各部件的干涉,加快项目进行,需要进行科学的论证,同时,总布置工程师也需要对整车性能、驱动电机、动力电池、高压安全等相关知识相当熟悉,才能合理进行布置,推动项目进展。 参考文献 1 Mehrdad Ehsani,Yi m in Gao,A li Emadi .Modern electric \hy 2bird electric and fuel cell vehicles .CRC Press,2009. 2 王刚,周荣.电动汽车充电技术研究[J ].农业装备与车辆 工程,2008,(6). 3 徐性怡.电动汽车用电机控制器的设计方法与实践[J ],2009,(6). 4 姬芬竹,高峰.电动汽车传动系参数设计及动力性仿真[J ].北京航空航天大学学报,2006. 5 赵云.电动汽车结构布置及设计[J ].汽车电器,2006. 收稿日期:2010-05-05 纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配 张 珍 陈丁跃 刘 栋 (长安大学,西安 710064) 【摘要】 文章系统地介绍了纯电动汽车驱动系统主要部件的选型及根据电动汽车性能要求进行主要参 数的设计及匹配,并通过对具体车型的计算,进一步探讨了主要参数的确定。 【Ab s trac t 】 Choice of the main components of the power train syste m of electric vehicle and de 2 sign and matching of the main para meters according t o require ment of main perfor mance are intr o 2duced .Confir mati on of the main para meters is further discussed thr ough the calculati on t o the s pecific vehicle . 【主题词】 纯电动汽车 驱动系统 参数设计 0 引言 纯电动汽车(EV )是当前研制取代内燃机汽车的首选车型,前景广阔。目前,我国的EV 大都建立在改装车基础上,其设计是一项机电一体化 的综合工程[1] 。改装后的EV 高性能的获得并不是简单地将内燃机汽车的发动机和燃油箱换成电动机和蓄电池便可以实现的,它必须对储能装置、动力装置及变速器、减速器等参数进行合理的匹 配。鉴于目前国内对EV 研究的现状,本文研究是 建立于传统汽车驱动系统基础上。 1 电动汽车的驱动系统的基本结构 1.1 电力驱动的结构形式 采用不同的电力驱动系统可构成不同结构形式E V 。本文研究的E V 的电力驱动结构形式如图 1[2] 所示。1.2 储能装置的结构形式 ? 7? 上海汽车 2010108