在制热模式下,热泵空调通过逆循环方式将热量从低温物体转移到高温物体,仅需消耗少量的能量就能获得较大的供热量,从而实现节能目标。如图1所示,热泵空调系统主要包括电动压缩机、三个换热器、两个电磁阀和两个电子膨胀阀等关键组件。
其中,压缩机由交流高压电驱动,一般采用涡旋式设计,通过电机转速的变化向系统提供所需的制冷剂;电磁阀则为开关型,通电时工作并接通管路;电子膨胀阀根据指令改变阀口流通面积,以调节制冷剂流量,确保与热负荷相匹配。
在制冷模式下,热泵空调系统的工作原理如下:从压缩机输出的高温高压制冷剂经过制冷电磁阀后进入车外冷凝器,与室外空气进行热交换,变为高压中温液态。随后,制冷剂经过制冷电子膨胀阀节流,进入车内蒸发器,吸收车内热量后变为低压低温气态,并回流至压缩机,完成一个完整的制冷循环。
而在采暖模式下,热泵空调系统的工作原理略有不同。如图2所示,从压缩机输出的高温高压制冷剂进入车内冷却器放热,放热后变为高压中温液态,然后通过采暖电子膨胀阀节流,进入车外冷凝器,吸收车外环境的热量后变为低压低温气态,再经过采暖电磁阀回流至压缩机,完成采暖循环。
2021年9月,比亚迪推出的电动3.0平台海洋系列首款车型—海豚车,首次搭载了热泵空调系统,显著提升了整车热管理系统的效能。如图3所示,海豚车的热泵空调系统主要由电动空调压缩机、电子风扇、电机散热器、车内冷凝器、车内蒸发器、动力电池直冷直热板、气液分离器、热管理集成模块以及板式换热器等组成,制冷剂为R134a。热管理集成模块上集成了六个电磁阀、三个电子膨胀阀和九个制冷剂管接头。
海豚车热泵空调系统取消了传统电动汽车的高压PTC加热器,改为低压风加热PTC加热器,用于极低温环境下的辅助采暖。海豚车的热泵空调系统不仅实现了车内制冷和采暖功能,还首次实现了通过制冷剂对动力电池直接冷却和加热、对驱动电机等电驱单元热量利用等五大功能,从而实现了整车智能综合热管理。搭载热泵空调技术的海豚车在冬季续航能力上提升10%以上,覆盖了-30℃至40℃的宽域温度范围,最低每百公里能耗降至10.3kWh。
当车辆处于低温行驶状态并开启空调采暖功能时,热泵空调系统启动电动压缩机,采暖电子膨胀阀和水源换热电磁阀、空调采暖电磁阀均打开,制冷剂通过车内冷凝器放热,通过板式换热器吸收驱动电机、电机控制器等电驱单元的热量。在极低温条件下,可以开启PTC加热器辅助加热,提高热泵空调的适用温度范围。空调采暖时,制冷剂的流动路线为:压缩机→车内冷凝器→采暖电子膨胀阀→水源换热电磁阀→板式换热器→空调采暖电磁阀→气液分离器→压缩机。
在低温环境下充电或车辆低温行驶时,热泵空调系统可以对动力电池进行直接加热。此时,电池电子膨胀阀开启工作,电池加热电磁阀、水源换热电磁阀和空调采暖电磁阀均打开,制冷剂通过板式换热器吸收电驱单元余热,加热动力电池直冷直热板。电池加热时,制冷剂的流动路线为:压缩机→电池加热电磁阀→动力电池直冷直热板→电池电子膨胀阀→单向阀1→水源换热电磁阀→板式换热器→空调采暖电磁阀→气液分离器→压缩机。
当车辆低温行驶或低温充电时,如果需要同时给乘员舱采暖和动力电池加热,热泵空调系统将开启电动压缩机,采暖电子膨胀阀和电池电子膨胀阀同时开启工作,水源换热电磁阀、电池加热电磁阀及空调采暖电磁阀均打开,吸收电驱单元余热,车内冷凝器和动力电池直冷直热板放热。若有必要,可以开启PTC加热器辅助加热。
当车辆处于高温行驶状态并开启空调制冷功能时,热泵空调系统启动电动压缩机,制冷电子阀膨胀阀工作,空调制冷电磁阀和空气换热电磁阀均打开,制冷剂通过车外冷凝器放热,车内蒸发器吸收车内热量。空调制冷时,制冷剂的流动路线为:压缩机→车内冷凝器→空调制冷电磁阀→空气换热电磁阀→单向阀5→制冷电子膨胀阀→车内蒸发器→单向阀4→气液分离器→压缩机。
在充电过程中,特别是大功率充电时,为了防止动力电池温度过高,热泵空调系统将对动力电池进行直接冷却。当动力电池温度高于设定值时,热泵空调系统开始工作。此时,电池电子膨胀阀开启工作,空调制冷电磁阀、空气换热电磁阀和电池冷却电磁阀均打开。
制冷剂通过车外换热器放热,通过动力电池直冷直热板吸热。动力电池冷却时,制冷剂的流动路线为:压缩机→车内冷凝器→空调制冷电磁阀→空气换热电磁阀→单向阀5→单向阀2→电池电子膨胀阀→动力电池直冷直热板→电池冷却电磁阀→单向阀3→气液分离器→压缩机。
当车辆充电或行驶时,如果需要同时进行车内制冷和动力电池冷却,热泵空调系统将工作。此时,电池电子膨胀阀和制冷电子膨胀阀同时开启工作,空调制冷电磁阀、空气换热电磁阀和电池冷却电磁阀均打开。
根据最新的消息,特斯拉正在考虑为Model 3引入一项重要的技术改进,即增加热泵空调系统。这一举措有望显著提升Model 3在寒冷天气下的续航里程。 热泵空调是一种高效的供暖和制冷设备,与传统的暖风系统相比,它具有更低的能耗和更高的能效比。
在新能源汽车领域,特斯拉Model Y以其独特的设计和先进的技术而备受瞩目。其中,热泵空调系统是其引人注目的一个亮点。今天,我们将从技术角度深入探讨这款车型的热泵空调系统。 特斯拉Model Y采用了一种先进的热泵空调系统,这种系统不仅可以
换一台特斯拉的热泵空调并不是一件简单的事情。在更换过程中,需要遵循一些特定的步骤和注意事项,以确保整个更换过程顺利进行。 首先,您需要检查特斯拉热泵空调的故障情况。这通常涉及检查空调系统中的各个部件,如冷凝器、蒸发器和压缩机等。如果发现某些
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