基于热泵的新能源汽车热管理系统

“碳达峰”、“碳中和”背景下汽车的节能减排受到越来越广泛的重视，大力发展清洁能源汽车已成为社会的普遍认识。对于新能源汽车，其无法提供发动机余热导致冬季制热成为问题；与此同时，电池与电控系统在运行过程中会产生热量，如何协调新能源汽车的冷热量是保证其续航里程和市场推广的关键。

提出了一种集热泵、电池冷却和电机余热回收为一体的电动汽车热管理系统（EVTMS）。首先，在环境舱内进行了制冷剂充注量、电子膨胀阀开度、压缩机转速、环境温度和废热量的变化情况下的EVTMS性能测试；然后，根据试验结果利用仿真模型，对EVTMS进行了能量、㶲和热经济性综合分析；此外，还讨论了废热量和冷凝温度对EVTMS性能的影响。

图1 系统技术原理

图2 系统实物测试图

EVTMS制热COP在2.05-4.71之间。通过从电机和控制器单元回收余热，COP最高可提高13%。当冷凝温度从30°C升高到45°C时，COP范围为2.05-4.71，系统㶲效率变化范围为28.63%-40.05% 。EVTMS每年节省的运营成本为162.31欧元至249.44欧元，回收期为4.47-6.77年。与PTC加热器相比，EVTMS可使车辆行驶里程提高33.64%。

图3 部分技术数据图