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高温线而带热泵的系统只需要25kW的电能

时间:2019-10-08 04:40:14

  在“一览众车”公众号之前发布的文章中,我们从技术、市场等角度分析了热泵空调在新能源汽车上的应用可行性及应用前景,此次将从企业方面进行了解。

  目前热泵空调仍处于研发应用的初期,还未大规模地应用,主要制约因素有:1)热泵空调系统管路较普通空调系统复杂很多,增加了布置难度;2)热泵空调系统成本明显高于普通空调系统。所以我们在市面上的车款上并不多见热泵空调的搭载。但从趋势来看,电加热管越来越多的车企将会搭载热泵空调,该领域市场前景广阔。

快三网上购买  本篇文章我们将列举国内外典型搭载热泵空调的车型,同时推荐国内热泵空调领域的重点企业。

  在新能源汽车热泵空调应用方面,国外新能源汽车热泵空调搭载技术已经过市场验证,全球汽车品牌主要应用车型包括大众、奥迪、雷诺、宝马、日产等。近年来国产电动汽车热泵空调也开始装车,典型车型如荣威Ei5)、荣威MARVEL X)、长安CS75) PHEV等。

快三网上购买  大众汽车为e-Golf配备了热泵,可在冬季持续使用暖气的情况下优化车辆续航里程。热泵可作为电加热(高压加热器)和电动空调压缩机的内插式模块,利用空气的热量和传动系统散发出的热量进行加热。通过这种方式,高压加热器的耗电量明显减少。

  与传统的加热系统相比,使用热泵时,新款e-Golf在冬季的续航里程可提升30%。不仅如此,新e-Golf还在前挡风玻璃中埋有电热丝,可高效快捷地完成除雾,比传统暖风加热除雾节省大部分电能。

快三网上购买  奥迪Q7 e-tron是全球款使用热泵技术的插电式混合动力车型,奥迪Q7e-tron专门开发了带集成式热泵的热管理系统,与传统热管理解决方案相比,这套创新的热管理系统,在低气温环境下,能够迅速提升座舱温度,为乘客供暖。

  Q7 e-tron则是通过电动压缩机与单独的冷凝器从而吹出暖风的热泵系统。在这套系统中,电动压缩机肩负起了重要责任。电动压缩机将管路里的冷媒送进暖风用冷凝器进行压缩,随后冷媒会从气态变成液态,这个过程就会放热,达到产生热源的效果,也就是说这个过程代替了通过冷却液循环送热的暖风水箱过程,其原理类似家用空调的热泵技术。

  雷诺ZOE搭载的Denso电装生产的热泵空调,Denso电装旗下的热泵空调系统使用1kW的电力即可以产生3kW的制冷效果和2kW的制热效果。这套系统的制冷效果仅需传统空调的三分之一能耗,制热效果仅需传统空调的二分之一能耗便能产生相同的效果。在同样的制热情况下,采用了热泵空调的车型行驶里程将会大大增加。

  宝马i3纯电动车的热泵换热器安装在冷却液泵和电加热器之间。由于使用热泵,电加热器的电能消耗明显减少。

  下图为i3的热泵和电加热器效率比较图,在进行效率比较时,清晰地显示了热泵节约的能量。为了获得5kW的输出热量,由于电阻损失,电加热器需要消耗5.5kW的电能。而带热泵的系统只需要2.5kW的电能。EKK使用这些电能压缩制冷剂,在热泵换热器产生所需的输出热量。

  日产Leaf使用的热泵空调与雷诺ZOE搭载的一样,同为Denso电装生产的热泵空调。

  捷豹I-PACE就采用的热泵技术(马勒提供热泵空调压缩机),将整车空调与电池热管理相结合。热泵系统不仅能在低温时给电池组加热,电加热管也能够将电池组工作时的废热作为车厢内的热空调热源。在提升冬天用车体验的同时,保证了较少的续航里程衰减。

  I-PACE适配的热泵空调系统,较现有电动汽车使用的单纯制冷用电动压缩机,具备更低的能耗。取消了用于动力电池预热的PTU系统,有效的降低预热用电耗,并较大程度的简化了系统复杂程度和散热管路布置数量和结构难度。

  起亚Soul纯电动车经过改进,增加了一个电动加热器内核、一个用于插电预准备阶段的内置式加热器内核,以及一个可以在预准备阶段产生的热量耗尽时回收废热的电路系统。LTR低温散热器可以在炎热天气下协助电机/电子系统的冷却。

  Soul电动汽车采用的热泵设计可以将取暖造成的损失里程恢复30-40%,但车辆仍然仅能实现60%的续航里程。

  丰田(Toyota)联手日本电装(Denso),专门设计了一款适用于电动汽车的先进热泵系统。这款热泵已经安装于丰田普锐斯Prime(Toyota Prius Prime)插电式混合动力车上。与传统的电加热系统以及日产聆风(Nissan Leaf)和起亚Soul(Kia Soul)等电动车型采用的热泵(相对高效,但工作温度通常无法低于0°C/32°F)相比,这款先进热泵可以提供明显的性能优化。与传统热泵相比,丰田普锐斯Prime采用的热泵可节省高达63%的能量,预计可将车辆的续航里程提高21%。

快三网上购买  普锐斯Prime PHEV的热泵设计借鉴了一个来自固定式商用热泵的概念,即采用制冷剂液气分离器(refrigerant liquid-gas separator)和制冷剂注气回路的设计,从而将热泵有效工作的温度极限降低至-10°C/14°F。一般来说,大型固定式热泵液气分离器几乎很难装进车辆的发动机舱内。但据称普锐斯Prime所采用的液气分离器设计紧凑,大小几乎与汽车恒温膨胀阀相差无几。

  上汽新能源纯电动架构设计的休旅车-Ei5,Ei5纯电动旅行车于2017年11月17日开幕的广州车展中发布。

  数据显示荣威Ei5和荣威光之翼MARVEL X上搭载的热泵空调在-7℃ 的情况下将会相较于其他空调系统节能37.5 %,而在同等的制热环境下荣威Ei5的续航将比没有搭载热泵空调的车型增加15~30 %,热泵空调的节能优势就显而易见了。

  CS75 PHEV搭载了双向变频热泵空调技术,在冬季开启暖风的情况下,如果车辆一直保持纯电行驶,此时热泵空调便会启动以提供热量,而如果发动机介入工作后,系统便会使用发动机热量为车内提供暖风,这样一来,冬季暖风能耗的控制问题便得以解决。

  在热泵空调领域,国外汽车零部件巨头有较强的技术实力,如电装、法雷奥、翰昂、马勒、博世等早已推出热泵系统解决方案,并均有成熟的车型应用。

  近几年,国内热管理供应商开始进入新能源汽车热泵空调,典型企业有:三花智控、银轮股份、奥特佳、格力、泰铂科技等。本篇文章将推荐泰铂()环保科技股份有限。

  泰铂()环保科技股份有限(简称“泰铂科技 股票代码872418”),是一家专注于车用空调及热管理系统技术、车用空调节能系统技术、车用空调控制系统技术及相关产品的研发、生产和销售等环节的市高新技术企业。

  泰铂科技由多名国外资深车用空调技术专家组建的新能源汽车热管理系统研发团队。从2012年开始投入并对国外成熟量产的热泵系统进行了试验和标定,电加热管成功自主研发新能源汽车热泵空调系统,目前已具备量产能力。

快三网上购买  (1)聚焦纯电动空调产品,突破电动汽车热泵空调核心技术,以定制化服务、高度配合度、标准化生产体系为纯电动汽车主机服务。

  同时具备新能源汽车空调性能焓差实验室、环境模拟实验室、风量实验室、电子电气实验室、振动实验室、环境/耐久实验室、盐雾实验室、半消声实验室、低温实验室等先进实验设备,提供试验测试服务。

  (2)的热泵空调系统降低传统电动空调系统的使用能耗,延长电池的使用寿命,提高电动汽车整车的续航能力。

  (3)使用热泵系统,特定工况时节能可达40~50%,达到或超过国内外同类产品节能水平,并具备量产条件。

  根据规划,泰铂科技未来会持续进行大量投入研发及生产线,提高实力,积极拓展国内市场及海外市场。

  【小结】:随着热泵空调技术的逐渐成熟与成本的快速下降,未来将会有更多的车型搭载,这对国内从事热泵空调研发生产的企业将是重要的发展机遇,具备技术及市场储备的企业将在未来的竞争中占据先发优势,从而攻取更大的市场份额。

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