本文關(guān)鍵詞：純電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)模擬與實驗研究

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【摘要】：與汽油機驅(qū)動汽車相比,純電動汽車作為一種新能源汽車,使用單一的電熱源,其結(jié)構(gòu)相對簡單,并且具有對環(huán)境無污染和能源利用率高的特點。但是單位蓄電池內(nèi)儲備的電量很少,空調(diào)系統(tǒng)的使用又會加劇減少電動汽車行駛里程。普通熱泵空調(diào)系統(tǒng)進行供熱時會出現(xiàn)壓縮機排氣溫度過高、車外換熱器結(jié)霜、系統(tǒng)性能衰減嚴重甚至停止運行等問題。為降低排氣溫度,提高換熱性能,本文設計了一種低壓混氣熱泵系統(tǒng)。在建立循環(huán)工質(zhì)、濕空氣的熱力狀態(tài)參數(shù)模型和主要組成部件的計算模型的基礎上構(gòu)建低壓混氣熱泵系統(tǒng)數(shù)學模型,并對該系統(tǒng)進行了模擬研究。針對熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷制熱模式,通過模擬計算,得到系統(tǒng)的排氣溫度、換熱量、COP等主要性能參數(shù),并與實驗數(shù)據(jù)進行對比,其參數(shù)結(jié)果誤差在可接受的范圍內(nèi)。并從壓縮機轉(zhuǎn)速、車外環(huán)境溫度和車內(nèi)風量三個角度分析得出如下結(jié)論:低壓混氣熱泵系統(tǒng)較穩(wěn)定高效,更能滿足在低溫環(huán)境下供熱的需求,同時證明模型具有很好的精度,對整個系統(tǒng)的開發(fā)和完善具有一定程度的指導意義。從提高換熱量、空氣側(cè)換熱系數(shù)以及降低風阻的角度出發(fā),依據(jù)層疊式換熱器理論模型對翅片間距、百葉窗間距和百葉窗開度的參數(shù)進行了優(yōu)化,得到結(jié)果為:FP=1.5mm,LP=1mm,La=30度。通過仿真得到,優(yōu)化后的散熱器制熱量提高了6.9㳠,制冷劑側(cè)壓降降低的幅度達到10㳠。這種換熱器以及其他部件的優(yōu)化設計方法對工程實踐具有借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 熱泵 低壓混氣 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：中原工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72;U463.851
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 主要符號表9-10
• 1.緒論10-16
• 1.1 課題研究背景與意義10-11
• 1.1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.2 課題研究意義11
• 1.2 電動汽車空調(diào)系統(tǒng)仿真11-14
• 1.2.1 系統(tǒng)仿真11
• 1.2.2 系統(tǒng)仿真在空調(diào)領域中的應用11-14
• 1.2.3 空調(diào)部件及系統(tǒng)建模與仿真中存在的問題14
• 1.3 本課題研究內(nèi)容14-16
• 2.系統(tǒng)工質(zhì)數(shù)學模型16-23
• 2.1 熱物性計算方法16
• 2.2 制冷劑熱物性參數(shù)計算方程16-21
• 2.3 濕空氣熱物理性質(zhì)計算方程21-23
• 3.電動汽車空調(diào)數(shù)學模型及計算23-44
• 3.1 渦旋壓縮機模型23-26
• 3.1.1 電動渦旋壓縮機的工作原理23-24
• 3.1.2 渦旋式壓縮機模型的建立24-26
• 3.2 冷凝器模型26-34
• 3.2.1 冷凝器概述26-27
• 3.2.2 冷凝器數(shù)學模型的建立27-33
• 3.2.3 冷凝器模型算法設計33-34
• 3.3 節(jié)流機構(gòu)模型34-35
• 3.3.1 電子膨脹閥流量系數(shù)的計算34-35
• 3.3.2 電子膨脹閥流通面積的計算35
• 3.4 蒸發(fā)器模型35-40
• 3.4.1 基本假設36-37
• 3.4.2 數(shù)學模型37-39
• 3.4.3 蒸發(fā)器的算法設計39-40
• 3.5 中間換熱器模型40-42
• 3.5.1 中間換熱器換熱系數(shù)和壓降41-42
• 3.5.2 模型算法設計42
• 3.6 系統(tǒng)數(shù)學模型42-43
• 3.6.1 部件模型間的參數(shù)耦合42-43
• 3.6.2 系統(tǒng)模型求解43
• 3.7 本章小結(jié)43-44
• 4.系統(tǒng)結(jié)果分析與性能研究44-59
• 4.1 系統(tǒng)裝置及實驗工況44-46
• 4.1.1 實驗裝置44-45
• 4.1.2 系統(tǒng)模擬工況45-46
• 4.2 實驗研究與結(jié)果分析46-52
• 4.2.1 制冷工況47-49
• 4.2.2 制熱工況49-52
• 4.3 系統(tǒng)性能模擬與分析52-53
• 4.4 層疊式換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)性能研究53-58
• 4.4.1 百葉窗間距對換熱和流動特性的影響53-54
• 4.4.2 翅片間距對換熱和流動特性的影響54-55
• 4.4.3 百葉窗開度對換熱和流動特性的影響55-56
• 4.4.4 換熱器參數(shù)優(yōu)化后對性能的影響56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5.結(jié)論與展望59-61
• 5.1 結(jié)論59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻61-65
• 附錄：攻讀碩士學位期間取得的研究成果65-66
• 致謝66

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