电动汽车空调系统设计指南

新能源汽车空调控制系统摘要：传统燃油汽车空调结构主要有:压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、储液罐、控制系统和送风及其管路系统组成。

空调压缩机主要动力来源于发动机，空调主要能耗是压缩机和冷凝器。

大家熟知传统汽车空调工作原理，这里不再介绍，这类空调共同特点是由发动机直接提供动力，消耗发动功率约为20%，且效率转化值不足40%。

如何降低能耗，提高效率一直是空调领域关注的焦点。

新能源汽车空调在结构上大体与传统汽车近似，电动汽车空调制冷系统主要由:电动压缩机、电动压缩机控制器、冷凝器、管路系统(液体管、压缩机排气管、压缩机吸气管)、室内温度传感器、室外温度传感器、阳光传感器、空调主机(蒸发器、加热器、温度风门执行器、模式风门执行器、内外循环风门、鼓风器、蒸发器温度传感器)、膨胀阀、空调控制器等零部件构成。

但是电动汽车空调系统不但要满足汽车制冷需要，还要制热。

目前电动汽车空调制热主要采用PTC加热和电热管加热的两种模式，由于系能源电动汽车动力取自电动机，能量来源与动力电池，所以多数国内车企在使用电动压缩机直接利用蓄电池供电带动其工作，虽然电动压缩机比就流行使用无刷永磁直流电动机，电子控制单元等是其结构简单，体积小、制冷效率高，但是仍然影响电动汽车的续航里程，而且制热的效率也不高。

鉴于目前新能源汽车空调现状，其明显的缺陷制约着我国新能源电动汽车的普及。

特别是北方地区，冬季车内制热可损失大约50%的续航里程。

如果我国要在全国范围内推广新能源电动汽车一些关键技术还亟需解决。

关键词：空调;新能源;汽车;控制一：新能源汽车空调系统发展趋势未来新能源汽车空调系统的发展趋势还是集中在高效控制，节能环保上来。

在空调控制方面上，传统汽车空调目前采用ECU电控系统加“变排量控制”。

在效率上有所提升。

新能源电动汽车采用电动压缩机，在电控领域我们可以借鉴家用空调的控制模式采用“变频控制”，目前各空调厂家已经研究交流变频电动压缩机，而且变频空调在技术上比较成熟，主攻方向是车内的应用。

39ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD 2021.3设计应用esign & ApplicationD一种电动汽车空调系统PTC加热器控制器设计Design of PTC heater controller for air conditioning system of electric vehicle王晓辉 （奇瑞新能源汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241000）摘 要：根据电动汽车空调系统PTC加热器特性设计控制器，采用PWM方式控制功率开关器件通断实现PTC 加热器功率的线性调节。

控制电路在高压侧，选用反激电源为辅助电源，通讯电路选用隔离CAN电路。

具备下电保持功能进行故障处理，过压、欠压和过流都具有硬件和软件双重保护功能。

功率电路均分为两路，提高了功率器件的可靠性和减小瞬态冲击电流。

通过整车搭载验证，在空调系统实现同等制热效果的条件下具备明显的节能效果。

关键词：电动汽车、空调系统、PTC加热器、控制器0 引言发展电动汽车是国家应对国际环境和能源危机的重要决策，我国大力发展电动汽车并取得显著技术成果，欧美各国从国家高度到企业层面，也已迅速调整发展战略，将汽车电动化作为未来的发展方向。

传统燃油车空调系统利用发动机热量制热，电动汽车电驱系统效率可以高达90%以上，损耗产生的热量远不足以供给空调系统制热，所以电动汽车空调系统制热使用PTC （正温度系数）加热器产生热量。

目前比较普遍的方案是使用继电器控制PTC 加热器电源通断，通过风门开度控制冷热风的风量来控制温度，此类方案能源浪费较大。

采用PWM （脉宽调制）方式控制功率开关器件通断PTC 加热器电源，实现PTC 加热器输出功率的线性控制。

本设计中PTC 加热器峰值功率5.2 kW ，输入电压范围260~410 V 。

考虑开关器件的散热需求，将功率电路均分为两路2.6 kW 。

考虑设计裕量，单路最大电流按10 A 设计，同时也有助于减小开关器件开通瞬间的峰值电流。

XXXX股份有限公司HV AC总成设计指南编制：审核：批准：设计指南编号：目录目录 (3)1 HV AC简要说明 (4)1.1 该零件综述 (4)1.2.适用范围 (4)1.3 HVAC基本组成 (4)1.4设计构想 (4)1.4.1 设计原则 (4)1.4.2 功能要求 (4)1.4.3 顾客要求 (4)1.4.4 性能要求 (5)1.4.5 设计步骤和参数 (5)2. HV AC的测试规范 (13)2.1 测试内容 (13)2.2 测试标准、方法 (13)3 一般注意事项 (14)4 图纸模式 (14)4.1 图纸主要内容和形式 (14)4.2 图纸的技术要求： (14)1 HV AC简要说明1.1 该零件综述HV AC为汽车提供制冷、取暖、除霜、空气过滤和湿度控制、车内出风大小控制的功能，使乘室内人员更加舒适，驾驶更加安全,由制冷装置、采暖装置、通风装置、净化装置、电控单元组成，这些装置组成了完整的HV AC功能。

HV AC的类型：HV AC的类型按功能分：冷热混合型、单制热型、单制冷型；HV AC的类型按控制方式分：自动、电动、手动；HV AC的类型按区域分：单区域、双区域、多区域。

1.2.适用范围设计指南本部分适用范围为乘用车HV AC总成。

1.3 HV AC基本组成HV AC总成的组成由：进风口、鼓风机、蜗壳、调速电阻、蒸发器芯体-膨胀阀、加热器芯体、风门、出风口、微电机、拉丝、运动机构、传感器、线束、紧固件等组成。

1.4设计构想1.4.1 设计原则1、满足整车提供的布置空间要求。

2、根据整车定位考虑HV AC的选型（自动控制、电动控制、手动拉丝控制、单区、双区）。

3、对HV AC单体的噪音值进行合理定义（最终满足整车的噪音要求）。

4、满足整车装配要求，方便安装和拆卸。

1.4.2 功能要求1、满足整车通风、制冷、制热、除霜除雾的功能要求。

2、满足相关功能指示、显示的功能。

1.4.3 顾客要求1、制冷、采暖效果良好。

新能源汽车热泵空调系统概述发布时间：2021-06-15T16:01:29.130Z 来源：《基层建设》2021年第7期作者：牟士龙[导读] 摘要：近年来，我国的汽车行业有了很大进展，新能源汽车越来越受到重视。

曼德电子电器有限公司保定热系统分公司河北省保定市 071000摘要：近年来，我国的汽车行业有了很大进展，新能源汽车越来越受到重视。

新能源汽车是未来发展趋势。

本文介绍新能源热泵空调系统现行的设计思路，及相关零部件的应用，总体布置热点等。

关键词：热泵空调；总布置设计；纯电动汽车引言热泵空调系统，目前主流研发方向分为直接式热泵系统和间接式热泵系统，热泵系统目前主要应用零部件包含室内换热器、室外换热器、板式换热器、过冷器、电磁阀SOV、电子膨胀阀EXV、干燥罐、气液分离器、电动压缩机、高压加热器、水路比例阀、电子水泵和同轴管等部件。

1直接热泵系统概述直接热泵系统在原常规系统基础上增加室内换热器集成在空调器总成内，在热泵模式下，有压缩机排出的高温高压气体直接进入室内换热器，以此来进行对成员驾舱的采暖，此种模式无需经水源转换热量，直接将空气施加于室内换热器芯体上进行换热，换热效率高，COP较普通高压PTC采暖效率增加2-3倍，能满足大部分地区冬季取暖需求，在部分严寒地区冬季采暖可增加PTC加热器来补足所需采暖量，此系统更适用于小型EV车型，系统简单，整车布置所需空间易满足。

因空调器内增加室内换热器，故空调器与常规系统存在结构上的不同，从电动车和燃油车车辆平台化方面考虑存在一定的弊端。

2 间接热泵系统概述间接热泵系统整体架构相较于直接热泵系统更加复杂，相对应功能模式更加多样化，应用零部件类型多，管路布置复杂，对整车热管理及整车布置提出了较高的要求；间接热泵系统应用水冷冷凝器为热源对驾驶员舱提供热量，故而相较于常规系统车内空调器总成主要换热芯体仍旧是蒸发器和暖风芯体，对于整车及零部件而言可以尽可能的减少零部件开发的投入及后期配置的划分；间接热泵系统目前在研项目热泵模式下最低工作温度可达-18℃，譬如华为刚刚发布的热管理架构中热泵最低工作温度为-18℃，间接热泵系统相较直接式热泵系统适用新能源车型更加宽泛，常规EV车型、PHEV车型、HEV等车型均可配置，两种热泵系统架构目前各大空调厂商正在争相研发。

纯电动汽车空调制冷工作原理纯电动汽车空调系统是一种高效节能的制冷装置，它通过电能驱动压气机工作，将压缩机吸入的低温低压制冷剂压缩成高温高压气体，通过冷凝器散热，释放热量，将制冷剂的状态由气体转化为液体。

然后，液态制冷剂通过膨胀阀或者节流装置进入蒸发器，与车内热空气进行热交换，吸收车内热量，将热空气降温，并再次转化为气体。

这样循环往复，就能够保证车内空气的低温舒适。

纯电动汽车空调系统的制冷工作原理主要包括压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个过程：1. 压缩过程：电动汽车空调系统中的压缩机主要通过电能驱动，将制冷剂吸入压缩腔，使其气体压力增加。

压缩机内部的叶片不断转动将气体压缩，使其温度升高。

2. 冷凝过程：高温高压气体由压缩机排出，进入冷凝器。

冷凝器中通过气流或者水流的方式，将高温高压气体的热量通过传热而散发出去。

冷凝器通常采用铝质散热片或者换热管设计，以增加传热效果，从而使制冷剂冷凝成液体。

3. 膨胀过程：经过冷凝过程后，制冷剂转化为液态，进入膨胀阀或者节流装置。

这一过程中，制冷剂的压力、温度和流速均下降，使液态制冷剂进入蒸发器时的蒸发温度降低。

4. 蒸发过程：制冷剂进入蒸发器后，与车内的热空气进行热交换。

蒸发器内部的风扇会吹过热空气，使其通过蒸发器的网状结构，与制冷剂进行热量交换。

热空气的热量被吸收，制冷剂变成气体，而热空气则被降温，使车内空气温度下降。

整个制冷过程是一个循环过程，可以持续地将车内热空气吸收并降温，以保持车内环境的舒适。

纯电动汽车空调系统相比于传统汽车空调系统，具有以下优势：首先，纯电动汽车空调系统不依赖于发动机工作，减少了车辆油耗。

其次，利用电能驱动压缩机也减少了噪音和振动。

此外，纯电动汽车空调系统还可以根据环境温度和车内需求进行自动调节，提供更加智能和舒适的驾驶体验。

总的来说，纯电动汽车空调系统利用电能驱动压缩机，将制冷剂进行压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个过程，实现对车内热空气的吸热降温，从而保证车内空气的低温舒适。

汽车空调系统毕业设计
简介
汽车空调系统在现代汽车中起着至关重要的作用。

这份毕业设计旨在设计并优化一种汽车空调系统，以提供舒适的乘坐体验，并最大限度地减少对汽车燃油经济性的影响。

设计目标
1. 提供高效的制冷和供暖功能，确保乘客在各种气候条件下都能享受到舒适的驾乘体验。

2. 最小化能源消耗，以提高汽车的燃油经济性和环保性能。

3. 提供灵活性，可以根据车辆的需求和乘客的喜好进行调整和优化。

设计方案
1. 使用先进的制冷和供暖技术，如变频压缩机和热泵，以提高制冷和供暖效率。

2. 优化空气流动设计，确保空气均匀分布，并能够快速达到设定的温度。

3. 引入智能控制系统，根据车内外温度和乘客的设置，自动调节空调系统的运行模式和风速，以最大程度地提高能源利用效率。

4. 结合车辆的运行数据和乘客的反馈，进行优化和改进，以不断提升空调系统的性能和用户体验。

实施计划
1. 调研和分析现有的汽车空调系统，了解市场上的最新技术和发展趋势。

2. 建立空调系统的数学模型，通过仿真和实验评估不同设计方案的性能。

3. 开发和测试原型系统，验证设计方案的可行性和优势。

4. 根据测试结果进行设计的进一步优化，并制定最终的空调系统设计方案。

5. 编写毕业论文，总结研究方法、实验结果和设计成果。

预期结果
通过本毕业设计的研究和实践，预期能够设计出一种高效、节能和智能化的汽车空调系统，满足乘客的需求，并对汽车的燃油经济性和环保性能产生积极影响。

以上为毕业设计《汽车空调系统》的简要介绍，详细的研究方案和实施细节将在后续的研究中逐步确定和展开。

纯电动汽车空调系统的能效技术要求及试验方法基本信息全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：一、纯电动汽车空调系统的能效技术要求1. 节能性能要求：纯电动汽车空调系统应该具备较高的节能性能，尽可能减少能耗，提高整车的能效。

可以通过选择高效的压缩机、换热器、蒸发器等核心部件，采用智能控制系统等技术手段来提升空调系统的节能性能。

2. 制冷效果要求：纯电动汽车空调系统要能够在各种环境温度下都能够有效制冷，确保车内空气舒适度。

在极端高温或低温环境下也能够正常运行，确保驾驶者和乘客的舒适性和安全性。

3. 环保性要求：纯电动汽车空调系统应该符合环保标准，减少对大气的排放，降低对环境的污染。

可以采用环保制冷剂、低功耗电机等技术手段来实现空调系统的环保性要求。

4. 效果稳定性要求：纯电动汽车空调系统在长时间运行过程中要能够保持稳定的制冷效果，确保车内温度的稳定性和舒适性。

通过设计合理的系统结构和配件选材，进行严格的质量控制和测试验证，可以保证空调系统的效果稳定性。

1. 制冷性能试验：制冷性能试验是评价空调系统制冷效果的关键指标之一。

通常采用性能试验室模拟不同工况下的制冷操作，测量不同工况下的制冷量、制热量、能效比等参数，评估空调系统的性能。

2. 能耗试验：能耗试验是评价空调系统节能性能的重要指标之一。

通过模拟车辆在不同环境温度和负载下的运行情况，测量空调系统的能耗，分析不同条件下的能效差异，为节能技术的优化提供参考依据。

3. 环保试验：环保试验是评价空调系统环保性能的必要手段。

可以通过实验室或实车试验的方式测量空调系统对大气的排放情况，评估空调系统的环保性能，确保符合相关环保标准。

4. 效果稳定性试验：效果稳定性试验是评价空调系统系统稳定性的重要手段。

可以通过长时间稳定运行、高温、低温、高湿度等恶劣条件下的试验验证，检测空调系统的性能稳定性和可靠性。

纯电动汽车空调系统的能效技术要求和试验方法对于提升纯电动汽车的整体性能具有重要意义。

纯电动汽车空调系统的能效技术要求及试验方法基本信息-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：随着全球环境保护意识的不断提升和对传统燃油汽车排放的严格限制，纯电动汽车正逐渐成为汽车行业的新宠。

然而，纯电动汽车的发展并不仅仅是停留在电池技术的革新，空调系统作为汽车的重要组成部分，对能源消耗和车辆续航里程也有着重要影响。

因此，本文将重点探讨纯电动汽车空调系统的能效技术要求及试验方法，旨在为提升纯电动汽车的整体能效和行驶里程提供技术支持。

文章将从空调系统能效要求、改进方法和试验方法等方面展开，为读者提供全面的视角和技术指导。

1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分包括概述、文章结构和目的。

在概述部分，我们将介绍纯电动汽车空调系统的重要性和发展现状。

文章结构部分将简要说明本文的组织结构和各个部分的内容。

目的部分则阐明了本文的写作目的和意义。

正文部分分为纯电动汽车空调系统的能效技术要求、空调系统的能效改进方法和试验方法基本信息三个小节。

在第一个小节中，我们将介绍纯电动汽车空调系统的能效技术要求，包括能耗限制、节能措施等方面的要求。

在第二个小节中，我们将提出改进空调系统能效的方法，探讨如何提高系统的能效性能。

第三个小节将介绍相关试验方法的基本信息，以确保系统的性能和稳定性。

结论部分包括总结、展望和结论三个小节。

总结部分将简要回顾本文的主要内容和观点。

展望部分将展望未来纯电动汽车空调系统能效技术的发展趋势。

结论部分则对整篇文章的主要观点进行总结和提出建议。

1.3 目的本文旨在探讨纯电动汽车空调系统的能效技术要求及试验方法，以提高纯电动汽车空调系统的能效性能，减少能耗，延长电池续航里程。

通过研究空调系统的能效改进方法，找到适合纯电动汽车的节能措施，提高整车的综合能效水平。

同时，归纳总结出适用于纯电动汽车空调系统的试验方法基本信息，为相关研究和应用提供参考。

在推动电动汽车的发展过程中，提高空调系统的能效将有助于减少环境污染，促进电动汽车的普及和发展。

新能源汽车空调控制系统研究1. 引言1.1 研究背景研究背景：随着全球气候变暖和环境污染问题日益突出，新能源汽车作为替代传统燃油车辆的重要选择，得到了越来越多的关注和推广。

随着新能源汽车的快速发展，其空调系统也逐渐成为研究的焦点之一。

空调系统在汽车中扮演着至关重要的角色，不仅影响着车内乘客的舒适度，还直接关系到能源利用效率和车辆续航里程。

传统的汽油车空调系统普遍存在能源消耗大、环境污染严重等问题，加之新能源汽车的能量来源有限，如何有效控制新能源汽车空调系统，实现高效节能、低碳环保已经成为当前研究的重点。

对新能源汽车空调控制系统的研究显得尤为迫切和重要。

本文旨在深入探讨新能源汽车空调控制系统的发展历程、技术原理、应用现状、存在的问题与挑战以及发展趋势，为新能源汽车空调系统的优化设计和未来发展提供参考和指导。

希望通过本研究能够为新能源汽车空调系统的进一步完善和创新提供有益的启示和支持。

1.2 研究目的的内容如下：本文旨在深入探讨新能源汽车空调控制系统的研究现状和发展趋势，通过对其发展历程、技术原理、应用现状、存在问题与挑战以及未来发展趋势等方面进行系统性分析，以期为进一步提升新能源汽车空调控制系统的性能和效率提供参考和借鉴。

具体而言，本研究将重点关注以下几个方面：1. 分析新能源汽车空调控制系统的发展历程，探讨其在技术创新和市场推广方面取得的成就和经验，总结其中的关键技术和发展路径；2. 探讨新能源汽车空调控制系统的技术原理，包括传统汽车空调系统与新能源汽车空调系统的区别和特点，以及新技术在空调控制系统中的应用；3. 分析新能源汽车空调控制系统的应用现状，关注各类新能源汽车在空调控制系统方面的具体设计和实施情况，总结不同技术路线的优缺点；4. 探讨新能源汽车空调控制系统存在的问题与挑战，分析当前空调系统在能耗、舒适性、耐久性等方面的不足之处，提出改进和优化建议；5. 展望新能源汽车空调控制系统的未来发展趋势，分析行业发展动向和技术进步趋势，探讨未来空调系统的创新方向和发展策略。

纯电动汽车空调制冷系统原理及零部件纯电动汽车没有发动机作为空调压缩机的动力源，也没有发动机余热可以利用以达到取暖、除霜的效果。

所以，电动汽车空调系统与传统汽车空调系统在系统构成上存在着差别，不同类型的电动汽车又有不同的特点，如图6-5所示。

电动汽车空调系统主要由电动压缩机、冷凝器、加热器单元、吹风机电机、过滤器、膨胀阀、四通阀、蒸发器和控制电路等组成，如图6-6所示。

汽车空调分高压管路和低压管路。

低压管路：从节流阀出口至压缩机入口，沿程有蒸发器、低压加注口、积累器。

高压管路：从压流缩机出口至节流阀入口，沿程有压缩机、冷凝器、干燥器、高压加注口、高低压开关、节流阀等。

1.电动压缩机压缩机把低温、低压的气态制冷剂吸入压缩成高温、高压液态制冷剂，以跟外界空气形成温差。

电动压缩机变频包含一对螺旋线缠绕的固定蜗形管和可变蜗形管、无刷电动机、油挡板和电动机轴。

电动压缩机工作过程：（1）吸入过程。

在固定蜗形管和可变蜗形管间产生的压缩室的容量随着可变蜗形管的旋转而增大，这时，气态制冷剂从进风口吸入。

（2）压缩过程。

吸入步骤完成后，随着可变蜗形管继续转动，压缩室的容量逐渐减小，这样，吸入的气态制冷剂逐渐压缩并被排到固定蜗形管的中心了，当可变蜗形管旋转约两周后，制冷剂的压缩完成。

（3）排放过程。

气态制冷剂压缩完成而压力较高时，通过按压排放阀，气态制冷剂通过固定蜗形管中心排放口排出。

2.冷凝器经过冷凝器专用风扇或发动机散热器风扇把高温、高压制冷剂的热量散至周围空气，制冷剂降温剂中的水分。

3.高压加注口用于加制冷剂或对管路抽真空用。

4.节流阀（膨胀阀）即一个可变或固定截面小孔，把高压制冷剂节流雾化，经蒸发箱吸收车内空气热量，在鼓风机的作用下，蒸发箱吸收车内热量，变成低温、低压的气态。

5.低压加注口用于加制冷剂或对管路抽真空用。

6.蒸发器在蒸发器装置的顶部和底部有储液罐并使用了微孔管结构，从而达到增强了导热性、散热更集中、使蒸发器更薄的效果。

汽车股份有限公司空调控制器设计规范——供新开发项目设计参考参考标准录一、引言 (4)1.1概述 (4)1.2空调控制器的分类 (4)二、空调控制器开发流程 (4)2.1控制器开发过程中各节点输出物 (4)三、机械设计方面 (6)3.1面板材料的选择 (6)3.2固定结构的设计 (6)3.3旋钮设计 (8)3.4按键的设计 (11)四、电器设计方面 (15)4.1接插件的选型原则 (15)4.2背光定义 (16)五、软件控制方面 (17)5.1空调开机功能 (17)5.2空调关机功能 (17)5.3前除霜关联压缩机功能 (17)5.4自动控制器标定 (17)六、总结 (18)一、引言1.1概述本文是基于我司空调控制器设计开发而做的总结，旨在对后续新项目空调控制器开发提供建议和参考。

本文件为持续更新的文件，后续不断进行完善，希望为空调控制器产品工程师开发有所用。

1.2空调控制器的分类1.2.1按功能分前控制器和后控制器，前排控制器安装在IP中控部位，为前排乘客操作使用；后控制器安装在副仪表板上，为后排乘客操作使用。

1.2.2按自动化程度分手动控制器、电动控制器、自动控制器（单区、多区）。

手动控制器是用旋钮带动硬（软）拉丝直接控制HVAC风门；电动控制器用按键或旋钮操作，从PCB板输出电信号控制HVAC风门执行微电机；自动控制器是在电动控制器基础上增加AUTO按键功能有设置信息显示界面。

1.2.3按结构分按键式：普通按键位亚比插式和Rubber式）和翘板按键；旋钮式：外旋式（旋钮外圈转动，中间不动）和内旋式（旋钮内外一个整体，一起转动）。

本文主要针对电动可调控制器和自动空调控制器进行总结。

二、空调控制器开发流程2.1控制器开发过程中各节点输出物备注：◎表示必须做■表示可选做。

编制日期：编者：版次：（00）页次：-6/18-三、机械设计方面1.1.1材料的选择材料的选择主要从使用性能、工艺性能、经济性方面考虑，选型时考虑零部件的使用物理性能、力学性能、化学性能。