基于AMESim和Matlab的纯电动汽车双热源热泵建模与仿真研究.pdf

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1、·基础研究·基于AMESim和MaUab的纯电动汽车双热源热泵建模与仿真研究★夏彬彬1田镇2杨林1谷波2(1．上海交通大学汽车电子技术研究所，上海2叭100；2．上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海201100)【摘要】针对现有纯电动汽车驱动系统废热品位低，难于直接用于车内制热的问题，提出一种基于空气和驱动电机废热的双热源热泵系统。利用AMEsim和Matlab联合仿真技术建立了纯电动汽车双热源热泵系统动态仿真模型，在仿真模型的基础上，对制热工况下系统性能以及控制策略进行研究。结果表明，该热泵系统可有效回收驱动电机的废热，减轻车外换热器的负荷；与空气源热泵相比，系统的制热性能有所提高；

2、同时建立的仿真模型能够较准确地模拟系统实际的动态性能，从而缩短系统开发周期。主题词：纯电动汽车双热源热泵系统控制策略中图分类号：U469．72文献标识码：A文章编号：1000—3703(2016)09—0057一06ModelingandSimulationResearchofDualSourceHeatPumpinElectricVehiclesBasedonAMESimandMaUabXiaBinbin’，TianZhen2，YangLin’，GuB02(1．InstituteofAutomotiveElectmnics，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shan

3、ghai2011()0；2．InstituteofRefhgerationandCryogenics，ShanghaiJiaoTongUniVerSity’Shanghai201100)【Abstract】Theelectronjcvehiclesproducelow—gradewasteheafwhichmakesitdi确culltoheatcabindiI℃ctly．Tosolvethisproblem，weputforwardadual—sourceheatpumpsystemthatcanabsorbheatfromdrivingmotorandair．Adynamicssim

4、ulationisestablishedbasedonAMESimandMatlab．‘rthepeIformanceandcontmlstrategyofthedual—sourceheatpumparestudiedaswell．Theresultsdemonstmtethat，thedual—sourceheatpumpcouldrecyclethewasteheatfromthedrivingmotorefkctivelyandreducetheloadoftheexternalheatexchanger．TheIefbre，theheatingpeIfomanceisimpro

5、vedcomparedwiththeair-一sourceheatpump．Theproposedsimulationmodelcouldsimulateaccuratelythedyn锄icperfbnnanceofthedual—sourceheatpump，thusshortenthedesigncycle．Keywords：Electricvehicles，Dual—sourceheatpump，Controlstrate野1前言与传统燃油汽车相比，纯电动汽车在冬季没有足够的余热供车内采暖，目前一般采用P1rc(PositiveTempe卜atureCoemcient)电加热的方

6、式进行制热，但因其能效比小于1，制热消耗的电能严重降低了整车的续驶里程。由于热泵空调制热效率高、应用范围广等特点，使得其在纯电动汽车上的应用研究受到越来越多学者的关注”“。但目前的研究主要是针对单一空气源热泵系统，而这类系统在制热工况下，车外换热器负荷大，长时间运行易结霜，大大削弱了系统的制热性能一，，同时未能有效回收电驱动系统的废热来进一步解决纯电动汽车冬季运行时的“续驶里程焦虑”问题。针对上述问题提出了一种基于空气热源和驱动电机冷却液废热源的双热源热泵系统，并在试验的基础上，利用AMESim和Madab联合仿真技术建立了动态仿t基金项目：纯电动汽车热管理系统与电气集成设计技术(编号2

7、013BAG03B叭)。2016年第9期一57·基础研究·真模型，结合城市道路循环工况uDDS对系统性能和控制策略进行了研究。2纯电动汽车双热源热泵系统纯电动汽车双热源热泵系统(下称双热源热泵系统)结构如图1所示。双热源热泵系统内的制冷剂通过板式换热器与驱动电机侧冷却液进行热量交换，实现驱动电机系统的废热回收。考虑到空气侧和冷却液侧的蒸发背压不同，选用电子膨胀阀A和电子膨胀阀B分别做板式换热器和车外换热器的膨胀装置。+l】霉?一p一