來源|Energy Conversion and Management

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背景介紹

為了應(yīng)對氣候變化和當前的能源危機，大多數(shù)國家已經(jīng)開始推廣更換傳統(tǒng)燃料汽車。電動汽車（EVs）具有零排放，零噪音的特性，因此受到廣大制造商的青睞。集成熱管理系統(tǒng)（ITMS）作為保證電動汽車最佳運行的框架，已受到越來越多關(guān)注。目前，對ITMS的研究大多集中在機艙和電池的溫度控制上，只有少數(shù)研究考慮了電機或電控制的熱管理。Kexin等[6]設(shè)計了一種基于單級壓縮熱泵系統(tǒng)（SCHPS）的ITMS，通過三通和電磁閥的開關(guān)，實現(xiàn)了電池和座艙的加熱和冷卻。特斯拉的Y型使用了一個復雜的ITMS，覆蓋了座艙、電池、電機和電控，該系統(tǒng)設(shè)置為多種模式，以確保各部件的溫度調(diào)節(jié)和系統(tǒng)的高效運行。但上述研究都是基于SCHPS的，這在一定程度上限制了系統(tǒng)效率。

02

成果掠影

近期，華南理工大學Jianghong Wu團隊通過對熱泵系統(tǒng)的實驗研究和電氣系統(tǒng)的熱分析，創(chuàng)新性地開發(fā)了一種基于制冷劑注入熱泵的高效集成熱管理系統(tǒng)

，并利用工程系統(tǒng)仿真高級建模環(huán)境（AMESim）軟件搭建了系統(tǒng)仿真平臺，對系統(tǒng)性能進行評估。結(jié)果表明，基于中間熱交換器的電池冷卻穩(wěn)定性和效率優(yōu)于雙蒸發(fā)器設(shè)置，可以在 35 ℃ 的環(huán)境溫度下降低 30% 的能耗。電機熱回收及高溫電控熱管理系統(tǒng)可降低能耗11.98%～56.69%，滿足-22.04℃的供暖條件。基于制冷劑噴射熱泵的集成熱管理系統(tǒng)擴大了高速公路燃油經(jīng)濟性測試 (EPA-420-B-12-001) 的運行范圍。在電加熱的輔助下，本研究開發(fā)的仿真系統(tǒng)可以滿足中國寬溫度范圍的負載要求。

相關(guān)研究成果以“A refrigerant-injection heat pump-based efficient integrated thermal management system for electric vehicles approaching the wide temperature range in China”為題發(fā)表于《Energy Conversion and Management》。

03

圖文導讀

圖1不同氣候區(qū)典型城市的氣候數(shù)據(jù)

圖2較寬的溫度覆蓋區(qū)域圖

圖3RIHPS的實驗流式路徑

圖4 RIHPS的主要組成部分。(a)壓縮機；(b) EEV；(c)氣液分離器；(d)冷凝器；(e)冷水機；(f)中冷器

圖5熱交換器中的熱交換過程

圖6 電機和電氣控制器的熱回收方法。(a)在高溫下的熱回收；(b)中度溫度下的熱回收；(c)在低溫下的熱回收

圖7 電動汽車的ITMS框架

圖8中國不同冷卻系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域

圖9覆蓋中國不同供暖系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域

END

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審核編輯黃宇