电动汽车热泵系统串并联余热回收试验研究

周国梁，吴 靖，王明玉

（上海爱斯达克汽车空调系统有限公司，上海 201204）

0 引言

热泵系统是电动汽车维持乘员舱舒适与防止电池包过热的一种可靠手段，其采暖效率较目前普遍使用的PTC电加热器要高，从而受到各大主机厂的青睐。目前行业内各大车企都在针对热泵系统做深入的研究并纷纷将热泵技术推上电动汽车，已知搭载热泵系统上市的汽车车型有宝马i3、奥迪Q7 e-tron、丰田Prius、特斯拉Model Y等［1-4］。但使用R134a制冷剂的热泵系统由于受制冷剂特性与压缩机压比的限制，在低温环境下制热量不足，无法充分满足乘员舱采暖要求［5］，提高低温环境（如-7 ℃）热泵系统制热量的一种可行改善方式是回收电动汽车动力系统废热。

2014年，AHN 等［6］开发了一种 R134a双热源电动汽车热泵系统，可同时从环境和动力系统吸热。其试验结果表明，在环境温度-10 ℃，废热量1.5 kW情况下，双热源模式的制热量与COP较环境单热源模式分别提升了10.5%与4.3%。2015年，SUH等［7］设计了一种电动大巴热泵系统，在热泵模式下，通过水冷板式换热器回收电机产生的废热，结果表明采暖所消耗的电量占总电耗比例低于25%，可使电动大巴由于空调的使用导致的续航里程衰减小于20%。2018年，BELLOCCHI等［8］搭建了一套可回收空气显热与潜热的热泵系统，试验结果表明该热泵系统可降低续航里程衰减率2%～6%。2019年，李萍等［9］设计了一套带有废热回收的四通换向阀热泵空调系统，在余热回收模式下车外换热器与板式换热器并联分别吸收空气与电机侧水路热量，分析了电机废热量产生规律并对废热回收系统进行了整车试验研究。……