张大妈

【汽车热管理系统】电动汽车热泵空调双蒸 / 单蒸除湿模式性能试验与控制方法研究

源自公众号:AUTO行家

01-17 14:04

电动汽车冬季除湿为何费电?一项针对热泵空调系统的深度研究揭示了单蒸与双蒸两种模式的优劣,并给出了不同温度下的最优控制策略,帮助提升续航。

【汽车热管理系统】电动汽车热泵空调双蒸 / 单蒸除湿模式性能试验与控制方法研究智能速览

  • 双蒸模式制热能效更高,但除湿能力弱于单蒸模式。

  • 低温环境(如5℃)更适合使用双蒸模式进行除湿加热。

  • 高温环境(如15℃)则应优先采用单蒸模式,除湿效果更好。

  • 增大空调风量能显著提升除湿能力和制热能效。

  • 热泵系统无法通过控制温度风门来调节出风温度。

【汽车热管理系统】电动汽车热泵空调双蒸 / 单蒸除湿模式性能试验与控制方法研究精华内容

针对电动汽车热泵空调的除湿痛点,研究者通过台架试验,深入探究了单蒸与双蒸两种模式的性能差异,并总结出了一套精准的控制方法。

双蒸模式制热更强

试验数据显示,在5℃环境下,双蒸除湿模式通过车外换热器吸收环境热量,制热能力显著优于单蒸模式。当压缩机转速为2000r/min和3000r/min时,双蒸模式的制热量比单蒸模式平均高出33%和18%,制热能效比(COP)也分别高出17%和19%。

但其劣势在于除湿能力较弱。在相同压缩机转速下,双蒸模式的除湿能力明显低于单蒸模式,且会随着电子膨胀阀开度的增大而降低。例如在2000r/min转速下,其除湿能力比单蒸模式低18%到65%。

单蒸模式除湿更优

在15℃较高环境温度下,空气绝对含湿量高,单蒸模式展现出更强的除湿能力。测试表明,在2000r/min时,单蒸模式在15℃环境下的除湿量是5℃环境下的2倍以上。

在此条件下,单蒸模式的蒸发器出风温度能显著高于0℃,避免了结霜风险,可以直接通过控制压缩机转速来调节制热量和出风温度。相比之下,双蒸模式为保证除湿能力需将电子膨胀阀开度调至很低,但这又会牺牲制热性能,使其优势不再。

温度是选择关键

研究得出了清晰的选用策略:在较低环境温度下(如5℃),乘员舱制热需求高而空气含湿量低,更适合采用双蒸模式。此时可通过控制压缩机转速调节制热量,并控制电子膨胀阀开度来防止蒸发器结霜。

而在较高环境温度下(如15℃),除湿需求成为主要矛盾,制热需求较低,则更适合采用控制更为简单的单蒸模式,直接控制压缩机转速即可。

风量与风门控制

试验还发现,增大空调箱风量对提升性能有积极作用。当风量从167m³/h增加到361m³/h,系统除湿能力从222g/h提升至349g/h,制热COP提升了35%。

一个重要结论是,传统燃油车用于控制温度的风门,在热泵除湿系统中无法有效控制出风温度。数据显示,调整风门位置会显著改变系统压力,但空调箱最终出风温度几乎不变。因此,进行热泵除湿时,温度风门应始终保持在100%全热位置,以确保系统高效运行和最强的除湿能力。

这项研究不仅明确了热泵空调单双蒸模式的适用边界,也为电动汽车的空调智能控制提供了数据支持。未来,更精细化的控制策略是否能进一步优化续航表现,值得期待。

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