發(fā)布時間：2020-03-29 21:03

【摘要】：電動汽車具有污染小、油耗低的優(yōu)點,已被列入我國“十三五”發(fā)展規(guī)劃中,得到了大力的推廣。然而,受制于電池技術,電動汽車的續(xù)航里程仍難以滿足用戶需求。作為能耗最大的輔助設施,空調能耗會使得電動汽車的續(xù)航里程出現(xiàn)明顯下降。在低溫環(huán)境中,制熱能耗會導致車輛續(xù)航里程下降50%以上,嚴重影響其使用。降低電動汽車空調的能耗可通過兩方面來實現(xiàn):一是降低負荷需求。為此,需要分析各項空調負荷的節(jié)能潛力;二是提高工作效率,如采用熱泵制暖及其他節(jié)能策略等。針對以上問題,本文開展了相應的研究,并取得如下成果:一、電動汽車負荷特性研究。通過熱平衡法建立了電動汽車空調負荷模型,并確定了新風負荷為冬夏季穩(wěn)態(tài)空調負荷的主要構成部分。在這基礎上,提出了一種冬季車艙升溫動態(tài)負荷計算方法。該方法對于升溫過程中車內溫度的預測精度在0.5℃以內。本文還總結了車體圍護結構導熱系數(shù)的半經(jīng)驗公式,其對圍護結構導熱負荷的計算精度可滿足工程需求。二、車用熱泵系統(tǒng)構架研究。試驗研究了四通閥熱泵系統(tǒng)和三換熱器熱泵系統(tǒng)的性能,并從系統(tǒng)功能角度評價了兩種系統(tǒng)優(yōu)劣。結果發(fā)現(xiàn),四通閥系統(tǒng)無法滿足車輛擋風玻璃除霧的需求,因而三換熱器系統(tǒng)更優(yōu)。經(jīng)臺架和實車測試驗證,四通閥系統(tǒng)可滿足6℃以上環(huán)境中的制熱需求,而進一步優(yōu)化后的三換熱器系統(tǒng)可以滿足-10℃下乘客艙升溫的負荷需求。三、熱泵低溫制熱性能優(yōu)化。試驗發(fā)現(xiàn),采用補氣增焓后系統(tǒng)制熱性能平均提升35%,能效比與原機基本持平;分析了補氣壓力、經(jīng)濟器容量及補氣路分支點對系統(tǒng)性能的影響,同時發(fā)現(xiàn)使系統(tǒng)蒸發(fā)器入口焓值最低時的補氣壓力為最優(yōu)補氣壓力。實車測試了補氣增焓熱泵系統(tǒng)的節(jié)能作用,-10℃下測試車型的續(xù)航里程較原車上升25%.四、國內主要城市電動汽車空調年均能耗評估。建立了電動汽車空調年均能耗評估模型,將熱舒適性評價和本文建立的熱負荷模型相結合,并使用臺架試驗數(shù)據(jù)預測空調系統(tǒng)在不同環(huán)境下的性能。結果發(fā)現(xiàn),空調能耗會對續(xù)航里程造成很大影響,且冬季續(xù)航里程衰減相對夏季更加嚴重。低溫下,使用PTC加熱器會使得續(xù)航里程下降近30%;若考慮低溫條件下的電池性能衰減,則這一效應會更加明顯。五、空調降能耗策略研究。使用空調能耗模型評估了引入回風和熱泵采暖的節(jié)能效果,提出并計算了引入回風比例的限制條件及節(jié)能效果。通過計算發(fā)現(xiàn),同時使用引入回風和熱泵制熱的策略可使所分析車型的續(xù)航里程增加25%.
【圖文】：

.節(jié)流短管（制熱用） 3.室外側換熱器 4.三通閥 5.節(jié)流短管（制冷用）6.PTC 加熱8.泄壓閥 9.電動壓縮機 10.蒸發(fā)器（制冷用） 11.室內冷凝器（制熱用） 12.壓力圖 1-2 尼桑 LEAF 熱泵系統(tǒng)示意圖Figure 1-2 Heat pump system of NISSAN LEAF

2.壓縮機 3.鼓風機 4 電加熱器 8.室內冷凝器（板式） 9 儲液干燥器圖 1-3 寶馬 i3 熱泵系統(tǒng)示意圖Figure 1-3 Heat pump system of BMW i3
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【參考文獻】

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本文編號：2606512