曼德电子电器有限公司保定热系统分公司 河北省保定市 071000
摘要：近年来，我国的汽车行业有了很大进展，新能源汽车越来越受到重视。新能源汽车是未来发展趋势。本文介绍新能源热泵空调系统现行的设计思路，及相关零部件的应用，总体布置热点等。
关键词：热泵空调；总布置设计；纯电动汽车
引言
热泵空调系统，目前主流研发方向分为直接式热泵系统和间接式热泵系统，热泵系统目前主要应用零部件包含室内换热器、室外换热器、板式换热器、过冷器、电磁阀SOV、电子膨胀阀EXV、干燥罐、气液分离器、电动压缩机、高压加热器、水路比例阀、电子水泵和同轴管等部件。
1直接热泵系统概述
直接热泵系统在原常规系统基础上增加室内换热器集成在空调器总成内，在热泵模式下，有压缩机排出的高温高压气体直接进入室内换热器，以此来进行对成员驾舱的采暖，此种模式无需经水源转换热量，直接将空气施加于室内换热器芯体上进行换热，换热效率高，COP较普通高压PTC采暖效率增加2-3倍，能满足大部分地区冬季取暖需求，在部分严寒地区冬季采暖可增加PTC加热器来补足所需采暖量，此系统更适用于小型EV车型，系统简单，整车布置所需空间易满足。
因空调器内增加室内换热器，故空调器与常规系统存在结构上的不同，从电动车和燃油车车辆平台化方面考虑存在一定的弊端。
2 间接热泵系统概述
间接热泵系统整体架构相较于直接热泵系统更加复杂，相对应功能模式更加多样化，应用零部件类型多，管路布置复杂，对整车热管理及整车布置提出了较高的要求；
间接热泵系统应用水冷冷凝器为热源对驾驶员舱提供热量，故而相较于常规系统车内空调器总成主要换热芯体仍旧是蒸发器和暖风芯体，对于整车及零部件而言可以尽可能的减少零部件开发的投入及后期配置的划分；
间接热泵系统目前在研项目热泵模式下最低工作温度可达-18℃，譬如华为刚刚发布的热管理架构中热泵最低工作温度为-18℃，间接热泵系统相较直接式热泵系统适用新能源车型更加宽泛，常规EV车型、PHEV车型、HEV等车型均可配置，两种热泵系统架构目前各大空调厂商正在争相研发。
3.热泵系统可实现功能模式概述
目前热泵系统需兼顾传统车型制冷、采暖、除湿等功能的同时还需要满足主机厂对电池冷却、电机冷却及余热回收、电池加热、化霜等模式的需求，对于系统运行而言往往都是多模式同时运转，协同工作，整个系统运转的可靠度需要长时间的摸索及数据积累，整个系统的控制更是需要大量的台架、实车数据收集，目前也是各大厂商无法快速投入量产的关键问题之一。
4部分零部件介绍
4.1气液分离器
气液分离器是一种具有分离制冷剂液体和气体的装置，主要作用是确保罐体出口流出的为制冷剂气体，并具有冷冻机油流回压缩机、过滤制冷剂内残余杂质、吸附制冷系统内残余水分、储存制冷剂的作用，在热泵系统内为一种选用较为普遍的部件。
4.2同轴管
汽车空调制冷管分为低压管和高压管，空调低压管温度低，总是会被发动机舱加热，而高压管又急需散热，同轴管有效利用低压管传递高压管的热量，内管里面流动的是5-10度的低温、低压制冷剂，外管中流动的是70-80度的高温、高压制冷剂，高温管热量传入低温管，实现空调系统中所谓的二次换热，提高空调制冷效率，应用同轴管可明显提高空调制冷效果，出风口温度降低3至4度，传统燃油车应用同轴管可降低空调油耗百公里0.4L左右，在热泵系统中同样有效，同轴管的应用一定程度上提高了整体的空调性能。
目前市场上应用的几种同轴管：有一体式、分离式及螺旋结构，量产的车型也是囊括众多热卖车型，譬如大众斯柯达-明锐、吉利-帝豪、江淮瑞风S3等等。
5整车布置热点
基于热泵系统整体架构比常规系统复杂程度大大增加，在整车布置中不仅仅需要满足常规系统所要求的布置规则，热泵系统增加的阀体、芯体、复杂管路等等零部件就需要一种统筹规划，集成模块就应运而生了，目前市场上各大空调厂商推出了众多的集成方案。
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特斯拉集成方案 电装集成方案
集成模块解决了热泵系统繁多的零部件布置空间不足问题，同时减少了大量的冷媒管路和水侧管路，一定程度上也提高了系统的热损失和压力损失，但这些优点都是建立在优秀的集成方案前提下，如果一套集成方案未能充分的验证，后期带来的问题往往是致命的，譬如大规模的集成导致水侧和冷媒侧存在内漏、热量互相传递、压缩机回油不畅等等风险问题，这都是需要不断摸索不断积累才能成功避免。
结语
综上所述，新能源车型热泵空调具有较高能效利用率，应用正越来越普及，整车及零部件厂需建立热泵空调的系统开发能力及整车布置、集成方案的能力，当然先进的台架及整车风洞试验室也是热泵技术积累的重要一环，希望中国市场上能够涌现一批系统级供应商，完美解决低温续航及能源高效利用问题。
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