來源|Energy Conversion and Management

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背景介紹

為了應對氣候變化和當前的能源危機，大多數國家已經開始推廣更換傳統燃料汽車。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（ITMS）作為保證電動汽車最佳運行的框架，已受到越來越多關注。目前，對ITMS的研究大多集中在機艙和電池的溫度控制上，只有少數研究考慮了電機或電控制的熱管理。Kexin等[6]設計了一種基于單級壓縮熱泵系統（SCHPS）的ITMS，通過三通和電磁閥的開關，實現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，該系統設置為多種模式，以確保各部件的溫度調節和系統的高效運行。但上述研究都是基于SCHPS的，這在一定程度上限制了系統效率。

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成果掠影

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

，并利用工程系統仿真高級建模環境（AMESim）軟件搭建了系統仿真平臺，對系統性能進行評估。結果表明，基于中間熱交換器的電池冷卻穩定性和效率優于雙蒸發器設置，可以在 35 ℃ 的環境溫度下降低 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擴大了高速公路燃油經濟性測試 (EPA-420-B-12-001) 的運行范圍。在電加熱的輔助下，本研究開發的仿真系統可以滿足中國寬溫度范圍的負載要求。

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

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圖文導讀

圖1不同氣候區典型城市的氣候數據

圖2較寬的溫度覆蓋區域圖

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中國不同冷卻系統的覆蓋區域

圖9覆蓋中國不同供暖系統的覆蓋區域

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審核編輯黃宇