基于R290工质的电动汽车集成式热管理系统性能研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2025.05.013

摘要/Abstract

摘要：

为了满足电动汽车严苛的热管理需求和应对全球气候变暖问题，本文开发了基于R290工质的电动汽车集成式热管理系统，采用仿真和试验的方法对系统性能进行分析和验证。结果表明：R290双侧间接式热管理系统的制冷和制热量随压缩机转速增加而增加，能效比COP随压缩机转速增加而减小；压缩机热气旁通制热量随着系统高低压压力的增大而增大；40 ℃高温制冷工况，系统最大制冷量为9.25 kW；-18 ℃下低温制热工况，最大制热量为7.24 kW；-20 ℃时极低温压缩机热气旁通最大创热量为4.3 kW。

关键词: 电动汽车, 集成式热管理系统, R290, 热气旁通

Abstract:

To meet the stringent thermal management requirements of electric vehicles and address global climate change issues， in this paper an integrated thermal management system is developed for electric vehicles based on R290 refrigerant. The system's performance is analyzed and validated through simulation and experiments. The results show that the cooling and heating capacities of the R290 dual-side indirect thermal management system increase with the increase of the compressor speed， while the coefficient of performance （COP） decreases with the increase of the compressor speed. The heating capacity from the compressor’s hot gas bypass increases with higher system pressures. Under high-temperature cooling conditions at 40 ℃， the system’s maximum cooling capacity is 9.25 kW. Under low-temperature heating conditions at -18 ℃， the maximum heating capacity is 7.24 kW. At extremely low temperatures of -20 ℃， the maximum heating capacity from the compressor’s hot gas bypass is 4.3 kW.

Key words: electric vehicles, integrated thermal management system, R290, hot gas bypass

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参考文献 13

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测试工况	压缩机转速/ （r·min^-1）	压缩机功率/ W	电池冷板进水温度/℃	Chiller换热量/ W	WCC换热量/ W	Radiator换热量/ W	COP
1	2 170.24	1 007.81	20.00	4 016.24	4 879.95	7 890.90	3.99
2	3 705.75	1 920.40	20.00	6 016.24	7 648.71	10 666.57	3.14
3	5 733.47	3 219.59	20.00	8 016.24	10 753.10	13 770.87	2.49
4	8 760.04	5 230.50	20.00	10 016.24	14 462.50	17 480.15	1.91
5	10 000.00	6 194.78	21.70	11 016.20	16 282.14	19 299.74	1.78
6	6 801.35	3 841.96	20.00	9 016.24	12 282.15	12 299.87	2.35
7	8 449.62	4 949.02	20.00	10 016.24	14 223.21	14 240.87	2.02
8	10 000.00	6 091.06	20.00	11 016.21	16 193.99	16 211.56	1.81

测试工况	压缩机转速/ （r·min^-1）	压缩机功率/W	HTC出风温度/℃	Radiator吸热量/W	Chiller换热量/ W	WCC换热量/ W	HTC换热量/ W	COP
1	4 148.09	1 644.32	45.00	3 436.63	3 453.49	4 851.26	4 869.22	2.95
2	5 773.16	2 133.92	45.00	3 661.02	3 678.02	5 491.99	5 509.93	2.57
3	8 168.83	2 726.64	45.00	3 822.12	3 839.24	6 157.05	6 174.98	2.26
4	10 000.00	2 812.42	39.43	3 801.62	3 818.86	6 209.59	6 227.69	2.21
5	3 784.08	1 549.12	45.00	517.62	3 534.42	4 851.26	4 869.22	3.13
6	5 224.01	2 019.38	45.00	758.46	3 775.39	5 491.99	5 509.93	2.72
7	7 301.27	2 587.61	45.00	940.37	3 957.42	6 157.05	6 174.98	2.38
8	10 000.00	3 001.58	43.48	1 019.95	4 037.13	6 673.66	6 691.62	2.15

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