


客車熱泵空調目前其推廣面臨的問題有純電車續航里程較短、充電速度慢、配套設施不完善和動力性能較差等,其中因現有電池容量有限導致續航里程難以提升是制約其發展的關鍵問題。讓我們分析一下電動汽車熱泵空調系統現狀吧。
1電動汽車用熱泵空調系統現狀
與傳統燃油汽車的空調系統不同,電動汽車空調系統為電驅動型,無法利用發動機冷卻液產生熱量來實現駕乘艙制熱。目前大多數電動汽車都是采用空調制冷+熱敏電阻PTC制熱的方式。PTC制熱由電能直接轉化為熱能,性能系數COP<1,能耗大。熱泵空調系統通過逆卡諾循環能實現集制冷、制熱一體的功能,制熱效率更高(COP>2.0),能夠很大程度上降低系統電能消耗,進而提升續航里程。
在熱泵空調系統實際應用推廣過程中,還面臨一些突出的技術難題,主要表現為:1)當環境溫度降低時熱泵空調制熱COP值會顯著下降,環境溫度過低時甚至無法提供乘員艙所需的制熱量。2)熱泵空調系統在低溫高濕的環境中制熱運行時,車外換熱器的外表面會結上較厚的霜層,阻礙工質與外界的有效熱交換,換熱效率顯著下降,能耗增大。為解決上述問題,進一步提升熱泵空調系統全場景下的能效,特別是低環境溫度下制熱量、制熱能效,國內外車企、高校和科研機構等對車用空調系統各部件開展廣泛研究。主要集中在工質替代、高效電動渦旋壓縮機、微通道換熱器等方面。
2 環保工質替代
工質是在熱泵空調系統中進行能量轉化與傳遞的工作流體,其熱物理性質對熱泵空調系統的制冷/制熱能力及可靠性等有著直接影響。目前汽車空調中的工質主要是R134a,另外也有少部分汽車空調系統中使用R407c、R410a、R1234yf和CO2等。
綜上所述,目前主流的一些環保型工質熱泵空調系統仍處于研發和初步適配階段,系統效率和安全性有待提高;超臨界CO2熱泵空調系統具有優異的低溫制熱性能且結構緊湊,隨著相關配套部件如CO2緊湊型微通道換熱器、電子膨脹閥、電動壓縮機等的研究突破,克服其系統穩定性、安全性等限制因素,有望迎來高速發展。