择要：跟着“碳达峰”和“碳中庸”目方位提议，交通输送业电气化的标的进一步放慢。个中电动汽车目前面对着由于低温采暖而形成的续航历程衰减严峻和制冷剂筛选等窘迫。本文经历归纳相干文件，综述了升高电动汽车续航历程的CO2热泵空调技艺和电动汽车整车热治理系统。在制冷剂筛选上，解析了Ra、Ryf、R、CO2四种新式制冷剂的优弱点；在CO2轮回系统中，先容了根本跨临界CO2轮回系统的特征，要点阐明了对根本跨临界CO2轮回系统的优化，个中包罗带回热器的跨临界CO2轮回系统及运用补气增焓技艺的跨临界CO2轮回系统；对于热泵空调在电动汽车上的运用，解析了直接热泵的三换热器系统和二次回路系统的的办事方法和各自的特征；对于CO2热泵空调在整车热治理上，先容了电动汽车乘员舱、动力电池和启动机电热治理的需求，展示了直冷直热系统和二次回路系统的优弱点；着末归纳指出CO2热泵空调系统将有用管理电动汽车冬日续航历程衰减严峻的题目且能在整车热治理上表现庞大效用，同时仍亟需在高温工况制冷、耐压、密封、把持和集成等题目长进一步寻求。
由于保守燃油汽车耗费洪量火油并排放汽车尾气，为了应对化石动力不足、处境不断恶化等题目和抵达“碳达峰”和“碳中庸”的标的，进展新动力汽车是目下缓和两浩劫题的有用路径[1]。跟着科技革新与财产革新的继续推动，交通输送业电气化将是汽车财产的进展潮水和趋向，同时进展电动车是来日我国汽车产业财产组织调度与转型进级的紧急计谋措施[2]。续航历程不够和难以升高是目下束缚纯电动汽车进展的紧要成分。空调系统做为纯电动车仅次于电动机的耗能系统，其能耗的低沉将对续航历程的晋升相当紧急，且空调系统的功用也已成为当代汽车耗费者的根本请求。不同于燃油车的是纯电动汽车由于没有内燃机，于是在冬日的乘员舱采暖无奈运用内燃机的余热。暂时，电动汽车空调系统遍及是夏令时采纳蒸汽紧缩式空调制冷和冬日时行使电池对PTC(PositiveTemperatureCoefficient,正温度系数)材料通电加热以知足乘员舱的采暖需求。凭借美国汽车产业协会(SAE)研讨[3]，采纳空调制冷和加热PTC材料制热的动力耗费占整车动力耗费的33%。同时LEE等[3]研讨指出纯电动汽车在冬日动力电池衰减严峻且采纳加热PTC材料采暖情形下满负荷运行，其续航历程将低沉近50%。其余，经历PTC材料将电能转折为热能COP是弗成能超出1.0，但热泵系统的理论运行COP能够大于1.0。若电动汽车采纳热泵型空调系统代替加热PTC材料知足冬季的取暖需求时，将能够显著升高行驶历程，驱策电动汽车加紧进展。暂时，电动汽车空调的制冷剂运用的是Ra，该制冷剂是一种无氯氟利昂，不会摧残臭氧层，然则其是一种高温室效应气体，GWP（寰球变暖潜能值）高达。欧盟于年5月出台了对于汽车空调MAC指令/40/EC，指令划定年以后总共汽车空调的制冷剂GWP值不得高于[5]，根本制止了Ra的运用。美国环保部也于年将Ra从SNAP(SignificantNewAlternativeProgram,宏大新代替品策略规划)目录中节略[6]。因此，为应对寰球天色变暖，急需追寻新式制冷剂代替Ra。个中，当然工质CO2重新回到人们的视野，其ODP（耗费臭氧潜能值）为0，GWP仅为1，揭发的CO2对处境的影响也微不足道，呈现出对处境的友爱性。前国际制冷学会主席LORENTZEN等人对当然工质举行了洪量研讨，他觉得CO2希望在汽车空调畛域赢得洪量运用[7]。于是CO2将是电动汽车空调制冷剂Ra的优良代替品。纯电动汽车中的热治理紧要分为电池系统热治理、机电系统热治理和空调系统热治理。在保守的电动汽车中，三大系统的热治理每每是各自自力的，不足对整车热量的统一治理，热治理效率较低。于是需在新一代电动汽车打算之初便当用热泵型空调形成的冷量和热量告竣乘员舱制冷与供暖、动力电池与机电的温度把持，告竣整车热量举行集成式治理，进而大幅升高车辆整车的热治理效率，升高整车能量行使率。本文先容了跨临界CO2热泵系统及其在电动汽车上的运用，首先简介了CO2做为制冷剂逐渐赢得推行的起源，要点解析了跨临界CO2轮回及其优化，其次先容了CO2热泵轮回在电动汽车上的运用和集成式的整车热治理系统，着末提议了CO2热泵系统在电动汽车上运用亟需管理的题目。
1制冷剂的筛选
跟着《蒙特利尔合同书》的签定，以Ra、Ra和RC为代表的无氯氟利昂制冷剂赢得遍及运用，个中Ra的ODP为零，在汽车空调畛域运用极端遍及。但Ra的GWP偏高，曾经成为形成温室效应的紧急成分之一。欧盟划定年以后的车用制冷剂的GWP不能大于，根本上制止了Ra的运用。《〈蒙特利尔合同书〉基加利批改案》指出华夏需在年将氢氟碳化物的临盆和耗费凝结在基线水准。于是急需追寻平安牢靠且ODP和GWP相符划定值的制冷剂。个中Ryf、R和R由于ODP为零、GWP低和完备制冷剂所需物性的特征成为了研讨要点，表1展示了这几种制冷剂和Ra的根本物性。但这几种制冷剂各有优弱点，现阶段对于下一代制冷剂的采用仍存在争议
Ryf具备薄弱的可燃性，其热物理性质与Ra极端亲近。有学者对两者的功用举行了对照，ARAL等[8]在电动汽车热泵空调系统中离别对Ra和Ryf的制热功用举行了研讨，熟练成绩讲明：Ryf的COP比Ra低3.6%，制热量相较于Ra略高。因而可知Ryf与Ra的根本物性与功用都极端亲近，如运用Ryf代替Ra，目前的电动汽车热泵空调系统不需求变换，缩小研发周期。然则Ryf与Ra不异，其在低温处境下COP低、制热量不够,且Ryf价值相对于别的制冷剂价值高，经济性较差。对于我国版图宽大，南北气温不同大，极大束缚了Ryf的大范围推行。
R（丙烷）是一种能够直接在液化气中获得的当然碳氢工质，其起原遍及，价值省钱，且ODP为零、GWP仅为3，呈现出对处境的友爱性。SHI等[9]对Ra和R在电动汽车热泵空调的运用举行了理论解析，并行使软件对两种工质举行了数值摹拟。摹拟成绩讲明：在挥发温度为-20℃时，R的制热量相较于Ra系统升高了51,3%，COP升高了3.7%。因而可知R能够降服Ra在低温处境下的制热量不够的题目，极端适当于电动汽车空调。然则R在密闭空间中的浓度在2.1%-9.5%界限内存在爆炸的危险，在汽车窄小密封的处境中，R会增长行驶经历的平安隐患。
CO2是当然制冷剂，化学性质平稳，做为制冷剂的平安品级为A1，其ODP为零，GWP仅为1，对处境影响微小。其余，CO2做为制冷剂的热力学功用优良，在制冷量以及崎岖阻力方面优于其余制冷剂，其余，其在低温下的制热功用优异的特征极端实用在纯电动汽车的空调系统。因此保守制冷剂CO2再次回到了人们的琢磨界限
2车用CO2热泵系统
2.1跨临界CO2热泵简介
CO2与保守制冷工质热物性有很大不同，它的临界温度仅为31.1℃，临界压力为7.37MPa。对于车用CO2热泵系统而言，其高压侧的放热经历在临界点之上的超临界地区内，低压侧的挥发吸热经历在亚临界地区内，于是车用CO2热泵系统只可采纳跨临界轮回。在跨临界CO2轮回中，高压侧CO2在放热经历中一向处于超临界地区只举行显热的交流不产生相变，于是在跨临界CO2轮回中将冷凝器称为气体冷却器。跨临界CO2轮回系统与保守工质热泵系统在安装构成上差别不大，紧要由紧缩机、气体冷却器、挥发器和节约安装四部份构成，其余，偶然会配置气液离别器、把持系统和积极把持安装等协助安装，跨临界CO2热泵系统的根本过程图和p-h图如图1所示。
理论上，与保守的蒸汽紧缩轮回比拟，跨临界CO2轮回在不异前提下效率较低,主如果由两个成分形成的：其一是在跨临界CO2轮回中CO2在气体冷却器中的均匀温度高，致使在冷却经历中热损失较大；另一个成分是由于跨临界CO2轮回在CO2在膨胀安装先后压差大，节约经历中熵增较大[10]。对于跨临界CO2紧缩机，由于CO2办事压力高、压差大，于是对CO2紧缩机的强度、密封和光滑等方面提议了新的请求。即使跨临界CO2轮回压差大，然则其压比仅为3左右（别的车用制冷剂紧缩轮回压比抵达8左右），因此跨临界CO2轮回的紧缩机有更高的效率，且余隙容积小，紧缩机的尺寸能够减小[11]。CO2在气体冷却器中的冷却经历是在超临界状况下的单相传热，定压比热是影响其传热的紧急成分，CO2在临界点临近定压比热值较高，因此把持CO2在气体冷却器中传热在临界点临近能有用升高换热效率。况且CO2在气体冷却器中的出入口温度对全部系统的COP具备紧急影响，CO2气体冷却器出口温度每下落1℃，COP约莫升高5%，故在打算CO2气体冷却器时，因尽管负气体冷却器出口温度亲近空气出口温度[12]。
2.2跨临界CO2轮回的优化
天真的跨临界CO2轮回相较于别的制冷剂轮回是没有上风的，于是需求对跨临界CO2轮回系统举行优化。在跨临界CO2轮回中，气体冷却器侧的放热压力可高达10MPa左右，挥发器侧的吸热压力在4MPa左右，于是经历节约安装的压差可达6MPa左右，远远高于保守氟利昂制冷剂的节约压差。YANG等[13]研讨发觉从超临界区到两相区的等焓节约经历的损失是全部跨临界CO2轮回最紧要的弗成逆损失，裁减节约损失或回收膨胀功是升高全部轮回效率的关键。现阶段实用于升高电动汽车CO2热泵空调系统功用的规划主如果在系统内介入回热器和引入补气增焓技艺，本文将对这几种技艺做扼要先容。2.2.1带回热器的跨临界CO2轮回在热泵系统中介入回热器会形成两种影响：从对轮回系统形成踊跃效应方面解析，从气体冷却器内流出的超临界CO2气体，在回热器内部举行等压降温冷却，低沉挥发器出口的焓值和干度，挥发器出入口焓值变大，增长了单元制冷量，同时干度的低沉使制冷剂在挥发器内的换热成效更好。其余，由于回热器的介入，流入紧缩机的CO2气体保持必定过热度，这有益于紧缩机平安平稳的运行；从不利方面看，回热器的引入会升高紧缩机的吸气温度，使得制冷剂流量减小，紧缩机排气温度高，单元制冷剂的耗功增大。在两种影响的综配合用下，回热器的引入既有或者升高轮回系统功用，也有或者低沉轮回系统功用，升高照旧低沉将取决于所选工质的热物性[14]。为了减低跨临界CO2轮回的节约损失，ROBINSON等[15]在轮回系统中介入回热器，研讨发觉，回热器的介入能够升高跨临界CO2轮回的COP。带回热器的跨临界CO2轮回系统过程图和p-h图如图2所示。
由于回热器的引入会对热泵系统形成两种影响，洪量学者对回热器在不同工况下对跨临界CO2系统的影响做了研讨。RIGOLA等[16]举行了跨临界CO2轮回系统在处境温度为25℃、35℃、43℃时的理论与熟练研讨，成绩讲明具备公道尺寸的回热器能够大大升高系统的COP，且处境温度越高，COP升高越显然。CHO等[17]阐明回热器的运用不只能够升高系统的COP，还能够增长系统的制冷量。在打算工况下，相较于无回热器的跨临界CO2轮回系统COP可晋升6.2%-11.9%。系统制冷量可增长1.7%-9.1%。TORRELLA等[18]指出回热器的介入使得跨临界CO2轮回系统的COP抬高达12%。凭借熟练成绩能够得出，回热器的热效率与挥发温度亲密相干。其余，回热器与紧缩机耗功两者之间没有显然的有关。赵玲华等[19]对带回热器的跨临界CO2热泵系统举行了熟练研讨，并提议了回热率这一观念来评价回热器对系统功用的影响。研讨成绩指出：倘若系统赢得最大COP为打算标的，系统回热率取15%左右为好。CHEN和GU等[20]基于焓差推导出一个有用表白回热器效率的法子，其理论谋划成绩讲明在跨临界CO2系统中高效的回热器是赢得高系统功用的一个紧急成分。
2.2.2带补气增焓技艺的跨临界CO2轮回
补气增焓技艺能显然晋升热泵空调在冰冷地区的适应性[21]。补气增焓技艺的系统运用方法紧要分为带经济器和带闪蒸器两种。其办事道理是将出气体冷却器的一部份制冷剂经闪蒸器闪蒸或经济器换热后喷入紧缩机。两种跨临界CO2热泵补气增焓系统轮回过程图及p-h图离别如图3-4所示。在经济器系统中，CO2从气体冷却器流出后经经济器和回热器后分红两路：沿路经历膨胀阀1部份节约至中央压力（状况点4），尔后加入经济器举行换热后由补气口喷入紧缩机；另沿路CO2气体经历经济器后由膨胀阀2绝对节约后加入挥发器挥发吸热流出后经历回热器换热后加入气液离别器，从气液离别器出来的CO2气体加入紧缩机经甲第紧缩后与从补气口加入的气体搀杂告竣二级紧缩变为高温高压CO2气体。与经济器系统不同之处在于，带闪蒸器的系统CO2从气体冷却器中流出后（状况点3）经历膨胀阀节约后（状况点4）加入闪蒸器闪蒸，气态CO2（状况点6）与部份紧缩的CO2（状况点7）搀杂（状况点8）。液态CO2（状况点5）经节约阀2节约后（状况点9）加入挥发器。
引入补气增焓的跨临界CO2热泵系统，首先低沉了挥发器的出口焓值，进而增大了挥发器的出入口焓差。同时中央补气经历能增长经历气体冷却器的制冷剂流量，进而升高系统低温工况的制热量和高温工况的制冷量。其余中央补气制冷剂温度低于甲第紧缩制冷剂温度，因此补气系统能有用低沉紧缩机的排气温度进而防范过热[22]。
最先的补气增焓系统是由苏联学者与年初次引入这一观念并创造了一系列数学模子。随后有学者将补气增焓技艺张开了一系列研讨。BAEK等[23]研讨了补气型CO2热泵系统，研讨显示比拟于保守热泵系统，补气型CO2热泵系统的COP和制冷量离别晋升了24%和45%，且运用补气增焓技艺使系统在低温处境下的功用要高于保守单级紧缩系统。CHO等[24]研讨了以CO2为制冷剂对照了带喷气增焓热泵系统与平凡双级紧缩热泵系统的制冷功用，研讨示意在不异工况下，带补气增焓技艺的热泵系统的EER比平凡双级紧缩热泵系统升高了16.5%,且紧缩机的排气温度低沉了5～7℃。HEO等[25]研讨了采纳闪蒸器的补气增焓热泵系统的制热功用，熟练成绩示意：在-15℃工况下，相较于平凡单级热泵系统，该系统的制冷剂流量增长了30%～38%，COP和制冷量离别晋升了10%和25%。TELLO-OQUENDO等人[26]对照了补气型紧缩机和双级紧缩机在不同紧缩比情形下热泵系统的运行功用。研讨成绩显示：当紧缩比小于5时，补气型紧缩系统运行功用要优于双级紧缩系统；当紧缩比更高时，双级紧缩系统的运行功用更佳。WANG等[27]提议闪蒸罐系统运行把持更窘迫，内压力低于补气压力时轻易形成回流，而经济器不会形成回流，适应更大的运行界限。JUNG等[28]将喷气增焓热泵系统运用于电动汽车，研讨了不同组织参数的补气口对系统的影响。研讨示意：补气口的组织参数对系统的功用有很大的影响。
3CO2热泵在电动汽车上的运用及整车热治理
3.1电动汽车用CO2热泵系统
保守的电动汽车空调系统采纳的是夏令运用紧缩式空调制冷，冬日行使PTC电加热方法采暖，分为水暖PTC微风暖PTC，其系统图如图5所示。由于PTC是热敏电阻材料，于是采纳电加热PTC的方法采暖理论经历中热效率是要小于1。由于冬日动力电池的功用衰减以及运用PTC电加热的方法采暖，电动汽车的续航历程将裁减50%[3]。由于热泵型空调理能高效，于是热泵型空调将成为新动力汽车行业的紧急要进展趋向。个中，热泵空调系统分为直接热泵系统和二次回路系统，本文将对两种系统做扼要归纳。
3.1.1直接热泵系统
家用型热泵空调是采纳室阁房外各一个换热器，采纳四通换向阀来切换制冷剂的崎岖方位。然则电动汽车不同的是，当冬季空调系统从除霜方法切换为制热方法时，车内的换热器的冷凝水将会挥发并跟着新风吹到车内的挡风玻璃上起雾，会给行车带来平安隐患。因而SUZUKI等人[29]开辟了一套电动汽车热泵系统，系统组织图如图6所示。该系统运用了三个换热器，个中两个换热器安排在电动汽车风道内。该系统能够告竣制冷、采暖热除霜除湿的解放切换，况且有用防范了冬季除霜制热切换时的挡风玻璃起雾题目，管理了行车中的平安隐患。
该系统制冷时，制冷剂经电动紧缩机紧缩后经历四通阀后流向车外换热器放热，经电子膨胀阀1节约后流向车内挥发器挥发吸热后加入紧缩机，告竣车内的制冷；采暖时制冷剂从四通阀流出后流入车内冷凝器放热，经历电子膨胀阀2在车外换热器吸热后经电磁阀加入紧缩机告竣制热轮回；除霜除湿方法下，制冷剂流经三个换热器，首先制冷剂流经车内挥发器告竣湿空气的除湿，尔后流入紧缩机紧缩后经四通阀加入车内冷凝器将除湿后的空气加热，流出车内冷凝器后经电子膨胀2一次节约后流入车外换热器放热融霜，着末经历电子膨胀阀1二次节约后加入车内挥发器告竣除霜除湿轮回，该轮回不只告竣了室外换热器的除霜，还告竣了车内新风的除湿防范了挡风玻璃的起雾。
现有四通换向阀是铜成品，主如果供给应家用热泵空调，与汽车空调上的铝材焊接性差，致使其轻易侵蚀、抗触动性差，进而在高压与低压间屡次切换存在透露的不够[30]。日本电装公司打算了一种旁通阀系统而代替四通换向阀切换制冷剂方位的车用热泵空调系统[31]，系统组织如图7所示。
在制冷方法下，电磁阀2合拢，制冷剂经车内冷凝器后由电磁阀1流入外部换热器，经历电子膨胀阀1节约加入车内挥发器，再由气液离别器回到紧缩机。制热方法下，电磁阀1合拢，制冷剂经历车内冷凝器经电子膨胀阀2加入车外换热器，经历电磁阀2，经气液离别器回到紧缩机告竣轮回。除湿方法下，电磁阀1、2合拢，制冷剂经历车内挥发器经离别器加入紧缩机，再加入车内冷凝器经电子膨胀阀2加入外部换热器，着末再次加入车内挥发器。
图8是带补气增焓的电动汽车直接热泵空调系统，并搭载在了年款的普锐斯Prime中，该系统升高了在低温处境下搭客舱的采暖功用，并在没有电加热协助的情形下告竣了除湿的成效。比拟于不带补气增焓的热泵系统，在紧缩机不异转速下，带补气增焓的热泵空调系统制热量将升高26%。其余相较于带PTC的热泵空调系统，在不异制热量的情形下带补气增焓的热泵空调系统能耗比要低63%，能够使电动汽车的行驶历程升高21%[32]。
相较于不带补气增焓技艺的热泵空调系统，该系统在采暖方法时经电子膨胀阀2部份节约的制冷剂会在闪蒸罐内闪蒸并分为两部份，闪蒸后的气态制冷剂经电磁阀3加入紧缩机再紧缩，液态制冷剂经闪蒸罐后的压力阀节约后流入外部换热器从外界处境吸取热量，经历该方法增长了经历冷凝器的制冷剂流量，进而升高了制热功用。该系统的除湿有串连和并联两种方法可供筛选，在串连除湿方法中，制冷剂在冷凝器内放热后经电子膨胀2部份节约后加入外部换热器换热，再经电子膨胀阀1节约后加入挥发器挥发吸热，挥发后的制冷剂经紧缩机紧缩后再次加入冷凝器。该方法下是经历挥发器将空气举行冷却除湿尔后经历冷凝器加热至标的温度；此方法下外部换热器向外部处境吸取热量也许将热量分发到外部处境中，这将取决于两个电子膨胀阀的把持。与串连方法不同的是，当系统处于并联除湿办事方法时，从冷凝器中放热的后制冷剂将会分为两部份，一部份经电子膨胀2节约后加入外部换热器从外界处境吸取热量经电磁阀2返回紧缩机再紧缩，另一部份制冷剂经电磁阀1由电子膨胀阀1节约后加入挥发器，着末回到紧缩机。该方法下位于挥发器后的压力阀能够把持挥发温度防范结霜，其余，此时外部换热器的挥发温度能够低于挥发器的挥发温度，能够从外部处境中吸取更多的热量，将除湿后的空气加热到更高的温度，能够保持系统在低温处境在仍旧能够平稳办事。
3.1.2二次回路热泵系统
由于电动汽车热泵空调的阀件较多，而CO2热泵系统需求以跨临界轮回运行，系统的运行压力较高，对阀体的密封性及材料请求较高。图9所示是二次回路电动汽车热泵空调系统的打算思绪，制冷剂不会直接加入乘员舱制冷或制热。系统将分为制冷剂回路和载冷剂回路，由冷凝器、挥发器、紧缩机、气液离别器和电子膨胀阀形成制冷剂回路，个中制冷剂回路惟有一个膨胀阀，能够极大的裁减高压阀的数目。当乘员舱有制冷或采暖需求时，载冷剂将流入冷凝器或挥发器举行换热后将乘员舱内的空气加热或冷却，以此抵达制冷或采暖的需求。
二次回路的电动汽车热泵空调系统能够裁减高压阀的数目，然则一样二次回路将会增长能量的损失，系统的COP会略低于直接热泵。现阶段对于CO2热泵空调系统采纳直接热泵照旧二次回路存在争议，两种规划都存在显然的优弱点，对于最后的筛选将需求进一步的研讨论证。
3.2基于CO2热泵的电动汽车热治理
电动汽车与燃油汽车不同，不只乘员舱需求举行热量治理，电池和机电的平安性和效率都与其温度亲密相干，电池包内部热量不能准时散出会致使电池温度激昂、电池温度变大，乃至引发热失控，因此电池和机电的温度把持对电动汽车尤其紧急[33]。于是对于电动汽车需求行使热泵空调形成的热量和冷量对乘员舱举行温湿度把持和动力电池及机电的温度把持，告竣电动汽车整车热量集成式治理，升高大伙能量行使率。
图10所示是一套运用CO2热泵空调的整车热治理系统。该系统热泵空调紧要采纳直冷/直热构架，制冷挥发器与热泵冷凝器直接加入乘员舱内告竣温度的调理。其余，该系统的电池与机电回路经历三通阀(TV)的切换可告竣水路的串连和并联，使得电池散热能够采纳当然散热和积极制冷两种方法。在低温处境下，采纳水路热力阀（TRV）旁通散开水箱（Raditor）行使机电余热对电池举行加热，低沉电池制热方法下对水路低压PTC的需求，进一步低沉整车热治理能耗，晋升低温续航。乘员舱和电池搀杂制冷的方法下，电池Chiller前的EXV2紧要用于制冷剂流量的分派。
图11是苹果电动汽车的整车热治理系统[34]，该系统采纳二次回路的规划对乘员舱、动力电池和机电举行整车的热量治理。其一次回路运用CO2做为制冷剂自力打算，二次回路将水做为载冷剂，包罗加热回路、冷却回路、电池回路和机电回路，可告竣乘员舱采暖制冷、机电散热和加热、电池冷却和加热等成效。该系统离别经历气液热交流器(LiquidCooledGasCooler,LCGC)和制冷剂-水热交流器(Chiller)与制冷剂回路举行热量和冷量的交流。二次回路在气液热交流器赢得的热量可经历三通阀筛选被行使或流向车外换热器排出。当乘员舱需求采暖时，泵1开启行使载冷剂将热量带领至空调箱内的暖风芯体加热乘员舱内的空气；在温度极低的情形下，在给乘员舱供暖的同时另需求加热电池，此时行使加热PTC材料协助加热，此时载冷剂将在暖风芯体内释放热量的同时经历热交流器1换热，泵3开启加热动力电池。冷量经历Chiller传播到二次回路，此时泵2开启，当乘员舱需求制冷时可将带领至冷却芯体冷却乘员舱空气，同时在泵3开启的情形下可经历热交流器2将冷量传播到电池，在电池温渡太高是可抵达降温的效用，冷量也可经历热交流器3经历四通阀传播到机电已以抵达给机电降温的效用，当车辆无制冷需求时可经历车外换热器排出。
4论断与瞻望
CO2由于其对处境的友爱性、起原遍及、平安系数好，将在制冷剂变换经历中表现庞大效用。其余CO2换热系数高和单元容积制冷量大的特征有益于裁减换热器的体积和紧缩机的排量，能有用较小系统的体积，特别适当汽车空调。其次，CO2热泵空调系统占有优良的低温启动制热成效，在室外极低温文形下仍然能够供给较大的制热量并保持较高的COP。于是CO2热泵空调系统将是来日电动汽车热泵空调的进展方位。然则CO2热泵系统需求在电动汽车畛域大范围推行，来日的办事还需求管理如下几方面的题目。
（1）跨临界CO2系统在低温时有很高的制热量，然则在高温处境下的制冷方法时，气冷器的冷却成效有限，节约后干度较高，制冷功用较差。于是需求管理高温处境下的制冷量不够，COP下落的题目。
（2）由于CO2的临界压力为7.3MPa,跨临界CO2系统的运行压力高，低压侧为3～5MPa，高压侧抵达8～14MPa。于是全部系统零部件需求管理耐高压的题目和高压下的寿命周期题目，其余还需琢磨全部系统的密封题目，保证系统平安牢靠的运行。
（3）CO2在跨临界轮回的气体冷却器中的放热经历处于超临界状况，不产生相变，放热后的温度与高压压力无关，且具备较大的温度滑移，给系统把持增长了难度。电动汽车热泵空调不只需求给乘员舱供给制冷、采暖、除霜和除湿的成效，还需求琢磨机电和电池包的温度把持，于是需求打算高效简练的整车集成式的热治理系统。其余，纯电动汽车整车热治理的阀体多、管路繁杂，不只成本晋升还增长了系统所需的空间。于是对于多阀体和管路的集成将成为接下来办事的要点。
免责申明：文章起原《储能科学与技艺》李江峰1,2，李帅旗1，阮先轸3，徐磊3，张孝春3，宋文吉1，冯自平1（1华夏科学院广州动力研讨所，广东广州；2华夏科学院大学，北京；3广汽团体汽车工程研讨院，广东广州）；本