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汽 车 工 程Automotive Engineering 2020年(第42卷)第12期2020(Vol.42)No.12doi ：10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.12.018新能源电动汽车低温热泵型空调系统研究**天津市科技支撑重点项目(20YFZCGX00580)、江苏省常州市科技项目(CQ20200020)和中国汽车技术研究中心培育项目(19201209)资助。
原稿收到日期为2020年5月21日，修改稿收到日期为2020年6月29日。
通信作者:汪琳琳，高级工程师，博士,E-mail :wanglinlin@ 。
汪琳琳1，2，焦鹏飞2，王 伟2，伊虎城2，牟连嵩2，刘双喜2，许 翔3(1.天津大学机械工程学院，天津 300072； 2.中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司，天津 300300；3.中汽研(常州)汽车工程研究院有限公司，常州213164)[摘要]为提高电动汽车的能源经济性,减少低温制热性能衰减问题，提岀并分析对比了 3种用于低温环境的热泵空调系统解决方案：(1)余热回收利用：回收利用电池、电机和电控系统的余热,提高热泵空调系统性能的同时，优化整车的能量消耗。
(2)蒸汽喷射热泵空调系统:对R1234yf 制冷剂的蒸汽喷射热泵空调系统进行了试验研 究。
结果表明，开蒸汽喷射比不开蒸汽喷射时的热泵系统的制热COP 约高10%〜30%，环境温度越低,制热COP 改善越明显。
(3)CO 2制冷剂热泵空调系统:研究显示由于CO 2制冷剂的特性，热泵系统可在环境温度-20 t 稳定有 效地采暖。
得岀的结论是，目前利用蒸汽喷射热泵空调系统是解决新能源电动汽车低温采暖的有效手段,而在未 来，使用自然制冷剂CO 2是必然趋势。
关键词：电动汽车;低温热泵;R1234yf ;余热回收;蒸汽喷射;CO 2Research on Low Temperature Heat Pump Air Conditioning System inNew Energy Electric VehicleWang Linlin 1,2, Jiao Pengfei 2, Wang Wei 2, Yi Hucheng 2, Mu Liansong 2, Liu Shuangxi 2 & Xu Xiang 31. School of Mechanical Engineering , Tianjin University , Tianjin 300072 ；2. CATARC ( Tianjin) Automotive Engineering Research Institute Co. , Ltd. , Tianjin 300300；3. CATARC ( Changzhou ) Automotive Engineering Rerearch Institute Co. , Ltd. , Changzhou 213164[ Abstract ] In order to enhance the energy economy of electric vehicles and reduce the degradation of low-temperature heating performance ， three solutions of heat pump air conditioning system in low temperature environ ment are proposed and comparatively analyzed : (1) waste heat recovery and utilization : the waste heat of battery , motor and electric control system is recovered and utilized ， optimizing the energy consumption of vehicle while im proving the performance of heat pump air conditioning system ； ( 2) vapor-injection heat pump air conditioning sys tem : experimental study is conducted on heat pump air conditioning system using R1234yf refrigerant , and the re sults show that the heat generating COP with vapor injection is about 10% 〜30% higher than that without vapor in jection. The lower the ambient temperature ， the more obvious the improvement of COP ；( 3) heat pump air condi tioning system with CO 2 refrigerant ： researches indicate that due to the characteristics of CO 2 refrigerant ， heat pumpsystem can provide stable and effective heating at an ambient temperature of - 20 兀.So a conclusion is drawn thatat present ， vapor injection heat pump air conditioning system is an effective mean for the low temperature heating in electric vehicles ， while in the future ， the use of natural refrigerant CO 2 will be the inevitable trend.Keywords : electric vehicle ； low temperature heat pump ； R1234yf ； waste heat recovery ； vapor injec-tion ； CO 22020(Vol.42)No.12汪琳琳，等:新能源电动汽车低温热泵型空调系统研究-1745-前言随着大气污染日益加重和电动化技术快速发展，新能源汽车取代传统燃油汽车已是大势所趋。
文章标题：乘用车热泵空调系统制冷剂充注量的试验研究1.简介乘用车热泵空调系统作为一种新型空调制冷技术，其制冷剂充注量对系统效率和性能起着至关重要的作用。
本文将从试验研究的角度，探讨乘用车热泵空调系统制冷剂充注量的影响因素及优化方法。
2.制冷剂充注量的重要性乘用车热泵空调系统的制冷剂充注量直接影响系统的制冷效果和能效表现。
合理的制冷剂充注量可以保证系统运行在最佳工况下，提高制冷效率，降低能耗，并且延长系统寿命。
对制冷剂充注量进行试验研究，对于优化系统性能具有重要意义。
3.试验方法在进行试验研究时，我们首先搭建了乘用车热泵空调系统的试验台架。
根据实际工况和操作要求，确定了试验参数及测量指标。
接下来，我们对不同充注量下系统的制冷量、制热量、制冷效率等性能指标进行了综合评估，以获取最佳的充注量范围。
试验过程中，我们严格控制变量，确保数据的准确性和可靠性。
4.试验结果与分析经过试验研究，我们得出了不同充注量下系统性能的数据。
在充注量过少时，系统的制冷量不足，性能表现较差；而充注量过多时，虽然系统制冷效果提升，但能效表现下降。
我们需要在充注量范围内找到最佳的平衡点，以保证系统运行在最佳工况下。
我们还发现，制冷剂的充注量还受到环境温度、系统工况等因素的影响，因此在实际使用中需要根据实际情况进行调整。
5.优化方案根据试验结果，我们可以针对不同工况和环境条件，确定合理的制冷剂充注量范围，并建立相应的控制策略。
在高温环境下，可以适当增加制冷剂的充注量以提高系统的制冷效果；而在低温环境下，则可以适量减少充注量以降低系统的能耗。
通过合理的控制策略，可以有效提升乘用车热泵空调系统的性能表现。
6.个人观点与总结在进行试验研究的过程中，我深切体会到制冷剂充注量对乘用车热泵空调系统性能的重要影响。
在未来的发展中，我们需要进一步深化对制冷剂充注量的研究，探索更加精准的控制策略，并结合智能化技术，实现对充注量的动态调整，从而进一步提高系统的能效表现。
doi: 10.3969/j.issn.2095-4468.2020.06.102制冷剂充注量对微型制冷系统性能影响的实验研究杨露露U，徐洪波'张慧慧3，李鹏杰3，田长青】，2(1-中国科学院理化技术研宄所中国科学院空间功热转换技术重点实验室，北京100190;2-中国科学院大学，北京100049; 3-中国兵器装备集团兵器装备研宄所，北京102202)[摘要]基于高温环境中人体散热需求，本文设计并搭建了一套空调服用蒸气压缩式微型制冷系统，并 设计实验定量测试了制冷剂充注量对系统性能的影响，分析了不同制冷剂充注量下系统水浴平衡温度、蒸 发/冷凝压力、压缩机吸/排气温度以及系统热力学完善度的差异。
实验结果表明：空调服制冷系统充入过 少的制冷剂时，如20 g或30 g充注量工况下，系统性能极差，几乎不能达到稳定，而过多的制冷剂充入 也会使系统性能下降；制冷剂充注量存在一个最佳值，本系统采用制冷剂为R134a的最佳充注量为60 g，该充注量下系统的性能最好，热力学完善度最高，在制冷量为400 W时系统的热力学完善度达到0.51。
[关键词]制冷剂充注量；微型制冷系统；空调服；R134a中图分类号：TB61+1; TB61+2 文献标识码：AExperimental Study on Effect of Refrigerant Charge on Performance of MiniatureRefrigeration SystemYANG Lulu1，2,XU Hongbo*1，ZHANG Huihui3,LI Pengjie3,TIAN Changqing1，2(1-Key Laboratory of Space Energy Conversion Technology，Technical Institute of Physics and Chemistry，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100190, China; 2-University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049, China; 3-No.208 Research Instituteof China Ordnance Industries，Beijing 102202, China)[Abstract]Based on the human body heat dissipation requirements in high temperature environment，a vapor compression miniature refrigeration system for air conditioning suit is designed and built in this paper.The experiments are designed to quantitatively test the effect of refrigerant charge on the system water bath equilibrium temperature，evaporation/condensation pressure，compressor charge/discharge temperature and system thermodynamic perfection under different refrigerant charges.The experimental results show that the system performance is extremely poor when the refrigeration system is charged with too little refrigerant，such as 20 g or 30 g，and it can hardly reach stability.Correspondingly，too much refrigerant charge will also degrade system performance.There is an optimal value for the refrigerant charge.In this system，the optimal charging is 60 g of refrigerant R134a，under which condition the system has the best performance with the highest thermodynamic perfection of0.51 and the cooling capacity of400 W.[Keywords]Refrigerant charge;Miniature refrigeration system;Air conditioning suit;R134a〇引言消防现场，我国南方的西沙、南沙群岛的边防前线等，温度甚至高于40 °C。
新能源电动汽车低温热泵型空调系统研究作者：***来源：《专用汽车》2024年第07期摘要：随着电动化技术的快速发展，新能源汽车已经逐渐取代传统的燃油汽车，并且成为当今社会发展的主流。
但是新能源电动车在冬天使用电热采暖技术消耗能量很大，直接影响其经济性能，且会减小其续航里程。
为保障电动汽车能源的经济性，可以采用热泵空调系统进行采暖，不仅能有效减少低温制热性能衰减的问题，而且可以达到延长汽车续航里程的效果，因此该类系统成为降低新能源电动汽车能耗的关键手段。
据此，主要聚焦新能源电动汽车低温热泵型空调系统，通过实验和模拟分析，探讨其工作原理、性能优化及关键部件设计。
结果表明，该系统能有效提升低温环境下的空调效果，降低能源消耗，有利于推动新能源汽车技术发展。
关键词：新能源；电动汽车；低温热泵；空调系统中图分类号：U469.7 收稿日期：2024-05-14DOI：1019999/jcnki1004-02262024070201 新能源电动汽车低温热泵型空调系统性能新能源电动汽车低温热泵型空调系统，一般是建立在热泵原理的基础上而研发的，它能促进电动汽车外部低品位热能的转化，使其成为高品位热能的形式，再将其传输到车体的内部，能够实现对车体内部温度的合理调节。
此类系统可以帮助新能源电动汽车减少对能源的损耗，充分发挥其能效，有利于提高产品的续航能力。
对新能源电动汽车低温热泵型空调系统性能进行研究时，可以模拟电动汽车环境实验舱，并借助一台热泵型电动汽车空调系统，在调整实验舱内部温度和湿度时，利用不同的设定值，再将热泵型电动汽车空调系统启动，对其制热、制冷、除湿等多方面的性能表现予以观察[1]。
结果显示，在制热和制冷两种模式下，新能源电动汽车低温热泵型空调系统的性能良好。
以制冷模式为例，随着实验舱温度的下降，从35 ℃降至25 ℃，此时系统的能效比为2.1；在制热模式下，随着实验舱温度的上升，从15 ℃升到达25 ℃，此时系统的能效比为2.3。
R410A制冷剂在电动汽车热泵空调中的应用研究吴会丽;李俊峰【摘要】本文从理论分析和实验测试两方面对比R410A与R134a的制冷剂特性及低温性能表现,实验结果表明,在相同两器配置下,R410A热泵汽车空调系统可以减少压缩机排量,同时制热量尤其是低温制热量有大幅度提升,外环温度-12℃下能效比达到1.6W/W以上;另一方面,R410A热泵汽车空调系统工作压力是R134a系统的2倍左右,在设计R410A系统时管路及元器件耐压要进行相应的优化.综合评价后认为R410A比R134a更加适合应用于热泵汽车空调中.【期刊名称】《家电科技》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】3页(P51-53)【关键词】R410A制冷剂;热泵汽车空调;性能【作者】吴会丽;李俊峰【作者单位】珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070;珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070【正文语种】中文1 引言电动汽车作为目前汽车发展的主流方向之一，具有能源利用多元化，安静无污染等优点。
与传统燃油汽车相比，电动汽车没有发动机的热利用，无法采用传统的空调系统。
热泵空调系统是很好的解决方案，具有制热量高、节能性好等优点。
调研发现常规热泵型汽车空调制冷剂仍采用R134a，但以R134a作为制冷剂的热泵汽车空调能效比不高，低温制热量差，-5℃以下无法满足汽车空调负荷要求，需PTC电加热辅助供热。
由此可见，低温性能也是电动汽车空调的设计难点之一。
R410A制冷剂在家用热泵空调中特别是低温空调中已经有成熟应用，为了探讨R410A在汽车空调系统中应用的可能性，本文对R410A系统与R134a系统的低温性能进行了对比实验及分析。
2 R410A对汽车空调系统的要求2.1 R410A制冷剂的兼容性R134a系统使用PAG冷冻油时，适应的橡胶材料有：氯丁橡胶、三元乙丙胶；R410A制冷剂兼容性与适用性最好的是氢化丁腈橡胶（HNBR）；氢化丁腈橡胶常温物理性能、高低温（-30℃～100℃）耐老化性能稳定，卸除载荷后变形量小，耐油性能优异，选用邵氏硬度范围60～75可以满足要求，但成本较高。
电动汽车用热泵空调系统的实验研究轩小波1,2陈斐1,21.上海新能源汽车空调工程技术研究中心2.上海加冷松芝汽车空调股份有限公司制冷研究院摘要：基于一款电动汽车空调设计了热泵空调系统试验台架，研究了不同压缩机转速和环境温度条件下双换热器和三换热器系统对热泵空调换热性能、总成出风口平均温度及系统COP的影响。
结果表明，环境温度越高双换热器系统和三换热器系统的换热性能越高，且三换热器系统的性能优势越明显；压缩机转速为5500rpm、室外环境温度为7℃、1℃、-5℃工况下，三换热器系统较双换热器系统总成出风口平均温度分别高8.0℃、7.2℃和6.1℃，系统COP分别提高15.0%、16.5%和18.2%，提高了电动汽车乘员舱的舒适性和能效比。
关键词：电动汽车热泵空调实验研究三换热器系统系统COPExperimental Research of Heat Pump Air-conditioning Systemfor Electric VehicleSongz automobile air conditioning co.,ltd Shanghai 201108Abstract: Designed a test bench of heat pump air conditioning system based on an electric car air-conditioning. The impact of heat pump air conditioning system transfer performance, average temperature of the outlet assembly and the system coefficient of performance were studied base on two exchangers system and three exchangers system, under different compressor speeds and different ambient temperatures. The test results indicate that, higher the ambient temperature, higher the heat transfer performance of the two exchangers system and three exchangers system, transfer performance advantages more obvious of the three exchangers system. Under compressor speed is 5500rpm, ambient temperature is 7℃,1℃,-5℃conditions, average temperature of outlet assembly of the three exchangers system higher 8.0℃, 7.2℃and 6.1℃than the two exchangers system, the coefficient of performance increased 15.0%, 16.5% and 18.2% respectively, and the electric vehicle passenger compartment comfort and energy efficiency is also improved.Key words:electric vehicle heat pump air-conditioning experimental research three heat exchangers system system coefficient of performance1前言由于新能源电动和混动汽车工业的快速发展，空调系统能耗对电动汽车续行里程的影响日益凸显，这对电动汽车空调系统的节能降耗提出了更高要求。
空气源热泵制冷剂充注量的实验和计算研究李东哲1, 2陈卫星1, 2潘翠连1, 2周绍华1, 2左计学1, 21.海信家电集团股份有限公司山东青岛 266100；2.青岛海信日立空调系统有限公司山东青岛 266510摘要：由于换热器形式不同，分体式空气源热泵产品存在室外机换热器容积大于室内机换热器容积的现象，若采用常规的制冷使用室内机节流、制热采用室外机节流方式，则会出现制冷剂充注量无法兼顾的情况。
在系统中不增加其他制冷剂储液器的情况下，通过调整联机配管尺寸，并且在制冷时同样使用室外机节流的方式，可解决此问题。
实验中使用了8 kW机型，应用R32制冷剂，通过实验和计算，得到室内机和室外机中最优制冷剂充注量总和，计算联机配管中制冷剂充注量与联机配管长度的关系，最终得到最优联机配管长度和最优制冷剂充注量。
最后通过实验验证，确定了使用此计算方式得到可以兼顾制冷、制热的制冷剂充注量的可行性。
关键词：空气源热泵；节流方式；联机配管；最优充注量Research on experiment and calculation of refrigerant chargingamount of air-source heat pumpLI Dongzhe1, 2 CHEN Weixing1, 2 PAN Cuilian1, 2 ZHOU Shaohua1, 2 ZUO Jixue1, 21. Hisense Home Appliance Group Co., Ltd. Qingdao 266100;2. Qingdao Hisense Hitachi Air-conditioning System Co., Ltd. Qingdao 266510Abstract: Due to the difference of heat exchanger in split air-source heat punp, it is difficult to give consideration to refrigerant charging amount of both cooling throttling by indoor unit and heating throttling by outdoor unit. This problem can be solved by adjusting the size of piping connection between indoor unit and outdoor unit, and throttling by outdoor unit in both cooling and heating conditions, without adding other refrigerant receivers. According to the experiment and calculation of 8kW unit using R32, the optimal refrigerant amount in indoor unit and outdoor unit can be obtained. Then the correlation between the refrigerant amount in piping connection and length of piping connection were carried out, and optimal refrigerant charging amount can be determined. Finally, the optimal piping connection and refrigerant charging amount were verified by experiment, which were suitable for both cooling and heating.Keywords: Air-source heat pump; Throttle method; Piping connection; Optimal charging amount中图分类号：TB6DOI:10.19784/ki.issn1672-0172.2020.99.0051 引言近年来，环保的概念日益深入人心，清洁、高效地能源利用受到人们的广泛关注，开发出高效、节能、环保的制冷系统成为制冷行业的重要目标。
