废热回收型纯电动汽车热泵系统仿真.pdf

《废热回收型纯电动汽车热泵系统仿真》 纯电动汽车作为新能源汽车的代表，具有零排放、高效能等显著优势，然而，冬季取暖问题成为其续航里程的一大挑战。传统电动汽车通常采用PTC电加热方式为车厢供暖，但这会显著消耗电池能量，降低车辆的行驶距离。为解决这一问题，科研人员提出并建立了废热回收型热泵系统，旨在回收动力电池和驱动电机工作过程中产生的废热，以此提高能效比，延长电动车的行驶里程。 该热泵系统的设计基于GT-Suite仿真分析软件进行建模和性能评估。在取暖工况下，通过对比分析，发现采用电池预热的热泵系统相比于单纯的电加热热泵，其制热能效比（COP）提升了20%，这表明在提供相同取暖效果的同时，电池预热的热泵系统能更有效地利用能源。 进一步的仿真结果显示，废热回收并结合电池预热的热泵系统在每百公里的能耗上比传统的电加热系统降低了29.6%。即使不考虑电池预热，仅采用废热回收的热泵系统，其每百公里能耗也比电加热系统减少了6.7%。这些数据清晰地证明了废热回收型热泵系统在节能减排方面的优越性。 现有的纯电动汽车热管理系统往往将电池和电机的热管理分开处理，但这种分散的管理模式不利于整体能效的提升。论文中提到的新型热泵系统整合了电池和电机的废热源，实现了热能的统一管理和高效利用，尤其在CLTC-P工况下，即中国轻型车实际道路行驶循环工况下，整车的热管理性能得到了显著提升，为优化乘员舱取暖和增强续航能力提供了有效的解决方案。 该系统的工作原理包括制冷剂循环和冷却液循环两部分。在取暖模式下，压缩后的制冷剂首先流经乘员舱的冷凝器，然后经过干燥过滤和电子膨胀阀，再通过板式换热器，最后返回压缩机。同时，冷却液循环吸收电池和电机的废热，通过板式换热器将热量传递给制冷剂，实现废热的回收利用。 废热回收型热泵系统是纯电动汽车冬季取暖及提高续航里程的有效途径，它通过集成热管理，显著提高了能效，降低了能耗，为新能源汽车的技术进步提供了新的思路和实践依据。这一研究成果对于推动纯电动汽车的普及和发展具有重要的理论和实际意义。