直流电动汽车空调设计方案书
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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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产品名称 72V 直流电动空调
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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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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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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 (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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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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