直流电动汽车空调设计方案书

72V直流电动汽车空调设计方案,对一款小型电动车载空调进行初步构思.

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版本号：A ****空调空调空调方案书方案书方案书

共11页 第 1 页 产品名称 72V 直流电动空调

编制部门 技术部 产品型号 XC-218

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2013-07-03 项目成员 空调开发小组 一、 基本条件基本条件

1．技术要求

1.2.1 基本参数：

高压系统电压：额定72V，范围60～84 V

低压系统电压：标称12V，范围9～16V

使用环境范围：-20℃至45℃

1.2.2 制冷：

环境条件：环境温度≥38℃，环境湿度50%，辐照强度1000w/m 2。

怠速 30min 后 室内平均温度要求≤27℃，即温降≥11℃

20km/h 45min 后 室内平均温度要求≤27℃，即温降≥11℃

40km/h 20min 后 室内平均温度要求≤26℃，即温降≥12℃

60km/h 20min 后 室内平均温度要求≤25℃，即温降≥13℃

1.2.3 制热：

环境条件：环境温度≤-15℃

怠速或行驶 40min 后 室内达到热平衡后驾驶员足部温度≥15℃，乘客足部温度≥12℃

1.2.4 前挡风玻璃除霜除雾：

满足《GB/T 24552-2009 电动汽车风窗玻璃除霜除雾系统的性能要求及试验方法》的要

求

1.2.5 系统噪音：

测试工况：高压上电，鼓风机最大，内循环，全冷/吹脸。

主驾右耳噪音＜68dB ；

1.2.6 防护等级：

发动机舱零部件满足IP54

2．零部件要求

2.1 HVAC 总成:

结构便于整车装配，便于后期总成上相关部件检测更换。

2.2 压缩机:

压缩机尽量选用一体式电动涡旋压缩机，要求功耗要低，压缩机减震支架可靠、效果好。

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2013-07-03 项目成员 空调开发小组 2.3 冷凝器总成:

干燥瓶和冷凝器尽量采用一体式，根据总布置与空调性能要求进行开发

2.4 PTC 加热器:

要求绝缘、过流保护、温度保护等安全防护

2.5 空调控制器:

手动电控，采集空调面板操作信号和传感器信号对相关电器件进行控制，控制器盒位置

布局合理，便于后期维护更换

二、 总体设计总体设计

本系统设计包括:电动压缩机选型;冷凝器总成(带储液过冷器)设计;HVAC 总成设计;管路设计;控制面板选型;电路设计;

三、部件设计部件设计

（一）、冷凝器冷凝器

1．换热量计算：

Q 冷=（热负荷+压缩机功率）X 系数

即Q=（3.5+1.7）X1.1=5.72KW

2．冷凝器芯体尺寸：

L375*W250*T20

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2013-07-03

项目成员

空调开发小组

3．结构参数：

本方案冷凝器采用平行流式；Φ25外径集流管；20*2微通道散热扁管；翅片高8mm ,厚0.1mm，翅片间距1.5mm。 4．其它参数：

取迎面风速4.5m/s ；设计换热余量10%～20%；选用1个吸风型风机，在100 Pa 时风量为1600m 3/h ；输入电流8.5A 。 5.外观及安装布置

a . 冷凝器总成外观

b .安装布置

为增强和优化在城市行驶和低速运转时冷凝器的冷却效率，必须保证冷凝器/前围的密封性（通过护风罩、导流板和密封圈）

这样可以优化冷却风进口的效率，避免低速运转时交换器上的热气再循环

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2013-07-03 项目成员 空调开发小组 （二、）、HVAC HVAC 总成总成

1．换热量：

根据总体设计，蒸发器换热量为2.5—3.5KW，PTC 制热量为0.7—1.8KW.

2．结构：

本方案蒸发器采用层叠式，加热器为PTC。

3．HVAC 外观尺寸：L450*W405*H350

4．HVAC 总成选用1个蒸发风机， 100P a 时风量550 m3/h，电流7.5A。

风量分配表如下：

我

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2013-07-03

项目成员

空调开发小组

5．安装布置：

6．布置说明：

HVAC 大面与前围板间隙根据隔热垫厚度和材料确定； 与CCB 的距离≥15mm

与I P 下表面的Z 向距离≥150mm，便于除霜风道的布置 HVAC 与周围其他件的间隙≥5mm

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2013-07-03 项目成员 空调开发小组 （三）压缩机压缩机

采用分体式（压缩机与驱动器分离）电动涡旋直流变频压缩机，该压缩机性能参数见选型计算。

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2013-07-03 项目成员 编制日期 （四）管路布置管路布置

管路除压连接压缩机进出口处采用软管连接外，其它部件均采用铝硬管连接。

制冷管路均位于前舱。布置时应当遵守以下的一个原则：

1、与周边固定件（尖角、高温物体除外）的间隙≥5mm；

2、在前围前方的空调管路与发动机的间隙≥（发动机摆动量＋10）mm

3、制冷管路软管段与水箱或冷却风扇的间隙≥（发动机摆动量＋10）mm

4、软管与排气管的距离≥40mm；如果小于40mm，应该在管路上加隔热层

5、铝管的弯管半径≥管内径的2倍

6、硬管每400mm 左右加一个管夹

7、低压管从膨胀阀-压缩机段要逐渐下降，尽量避免回升，回升的高度尽量的小。

8、低压管的行程应该在发动机舱的冷区域，也就是：它不能直接放在排气歧管或排气管的对面，或者散热器的后面受热气的影响

9、充注阀的布置要方便维修时仪器接头的操作，周围及上部预留≥ ø80mm 的空间

10、压力开关上方预留空间≥ø30×50

11、视液镜上方预留观察用圆柱形空间≥ø10mm

（五）储液干燥器的备选

冷凝器出口应装配储液干燥器，其作用为过滤系统中的水分和杂质，分离气、液态的制冷剂，储存多余的制冷剂。

目前常用的是将储液干燥器与冷凝器集成的过冷式冷凝器，如图二

图一红色的部分为独立式的储液干燥器，要求装配在与环境温度接近的通风区域，与周边件的间隙≥5mm

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2013-07-03 项目成员 空调开发小组 四．电气设计

1．控制原理图

2．电气原理图

3．电压

控制电压：24V

主电源电压：72V

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2013-07-03 项目成员 空调开发小组 五．空调系统空调系统设计计算设计计算设计计算

**空调制冷量换算

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压缩机测试工况：pg=1.5MPa ，pd=0.3MPa ，过热度10℃，过冷度5℃ 压缩机转速6000r /min 排量18cc /r

1点状态：ν1=0.07099m3/k g h1=407.653k j /k g

4点状态：h4=h3=272.342 k j /k g

系统质量流量：6000X18/0.07099=1521405.328m l /min=0.02535676m3/s 单位制冷量：q =407.653-272.342=135.311 k j /k g

理论总制冷量：Q=0.02535676X135.311=3.43105KW

查表实际制冷量为：3KW

修正：η=3/3.43105=0.8744

空调工况：制冷剂侧冷凝温度55℃ 蒸发温度5℃ 过冷度5℃ 过热度10℃ 压缩机转速6000r /min 排量18cc /r

1点状态：ν1=0.061288m3/k g h1=410.455k j /k g

4点状态：h4=h3=271.99 k j /k g

系统质量流量：6000X18/0.061288=1762172.04m l /min=0.0293695m3/s 单位制冷量：q =410.455-271.99=138.465 k j /k g

理论总制冷量：Q=0.0293695X138.465=4.0666525KW

修正系数：η=0.8744

实际总制冷量：4.0666525X0.8744=3.556KW

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共 11页 第 11 页 产品名称 72V 直流电动空调

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六. 运用法规和标准运用法规和标准 1 汽车空调制冷装置性能要求 QC/T 656-2000

2 汽车空调制冷装置试验方法 QC/T 657-2000

3 汽车空调制冷系统性能道路试验方法 QC/T 658-2000

4 汽车空调(HFC-134a)用标识 QC/T 659-200

5 汽车空调(HFC-134a)用压缩机试验方法 QC/T 660-2000

6 汽车空调(HFC-134a)用液气分离器 QC/T 661-2000

7 汽车空调(HFC-134a)用贮液干燥器 QC/T 662-2000

8 汽车空调(HFC-134a)用热力膨胀阀 QC/T 663-2000

9 汽车空调(HFC-134a)用软管及软管组合件 QC/T 664-2000

10 汽车空调(HFC-134a)用充注接 QC/T 665-2000

11 汽车空调(HFC-134a)用密封件 第1部分： O 形橡胶密封圈 QC/T 666-2000 12 汽车空调(HFC-134a)用管接头和管件 QC/T 669-2000

13 汽车空调风机技术条件 QC/T 708-2004

14 汽车电气设备基本技术条件 QC/T 413-2002

15 汽车采暖性能要求和试验方法 GB/T 12782-2007

16 汽车空调用电动压缩机总成 GB/T 22068-2008

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