汽車制冷
關注創建者：Clara楊 創建時間：2016-03-10
汽車制冷的實例教程
隨著汽車科技的飛速發展，汽車空調系統的制冷劑選擇變得尤為關鍵。Mentor汽車制冷劑識別器，作為行業內廣受認可的檢測工具，旨在通過其先進的NDIR（非分散紅外）技術，為汽車空調系統制冷劑的維修和維護提供較好的便利。
NDIR技術的優勢
NDIR技術是一種經過驗證的分析方法，具有高度的準確性和可靠性。Mentor汽車制冷劑識別器利用這種技術，能夠準確地區分和識別R1234yf和R134a這兩種常見的制冷劑氣體。這對于維修人員來說至關重要，因為它可以幫助他們快速、準確地判斷汽車空調系統中使用的制冷劑類型，從而進行更有效的維護和修理。
Mentor的行業地位
Mentor在安全關鍵氣體分析系統的生產方面擁有30年的經驗，這使其在行業內積累了豐富的知識和技術。在全球范圍內，Mentor的產品被認為是市場上在準確性和質量方面所能提供的理想產品之一。這種聲譽和地位不僅來自于其先進的技術，還來自于其對用戶需求的深入理解和滿足。
Mentor制冷劑識別器的重要性
汽車空調系統中使用的制冷劑類型對于系統的運行效率和安全性至關重要。使用錯誤的制冷劑不僅可能導致系統性能下降，還可能引發安全隱患。Mentor制冷劑識別器的重要性在于，它能夠幫助維修人員避免這些問題。通過準確地識別制冷劑類型，維修人員可以確保系統使用正確的制冷劑，從而保護汽車空調系統免受潛在損壞。
此外，回收受污染的制冷劑也是一個重要的問題。如果回收的制冷劑中含有非法或不兼容的污染物，那么這些污染物可能會損壞昂貴的維修和回收設備。Mentor制冷劑識別器可以防止這種情況的發生，從而避免昂貴的維修費用和設備報廢。
Mentor汽車制冷劑識別器旨在大限度地提高汽車空調系統制冷劑的維修和維護。
展開 來源 | Energy Conversion and Management
01
背景介紹
為了應對氣候變化和當前的能源危機，大多數國家已經開始推廣更換傳統燃料汽車。電動汽車（EVs）具有零排放，零噪音的特性，因此受到廣大制造商的青睞。集成熱管理系統（ITMS）作為保證電動汽車最佳運行的框架，已受到越來越多關注。目前，對ITMS的研究大多集中在機艙和電池的溫度控制上，只有少數研究考慮了電機或電控制的熱管理。Kexin等[6]設計了一種基于單級壓縮熱泵系統（SCHPS）的ITMS，通過三通和電磁閥的開關，實現了電池和座艙的加熱和冷卻。特斯拉的Y型使用了一個復雜的ITMS，覆蓋了座艙、電池、電機和電控，該系統設置為多種模式，以確保各部件的溫度調節和系統的高效運行。但上述研究都是基于SCHPS的，這在一定程度上限制了系統效率。
02
成果掠影
近期，華南理工大學Jianghong Wu團隊通過對熱泵系統的實驗研究和電氣系統的熱分析，創新性地開發了一種基于制冷劑注入熱泵的高效集成熱管理系統，并利用工程系統仿真高級建模環境（AMESim）軟件搭建了系統仿真平臺，對系統性能進行評估。結果表明，基于中間熱交換器的電池冷卻穩定性和效率優于雙蒸發器設置，可以在 35 ℃ 的環境溫度下降低 30% 的能耗。電機熱回收及高溫電控熱管理系統可降低能耗11.98%～56.69%，滿足-22.04℃的供暖條件?；?em>制冷劑噴射熱泵的集成熱管理系統擴大了高速公路燃油經濟性測試 (EPA-420-B-12-001) 的運行范圍。
展開 R1234yf的應用領域
R1234yf可以應用于冰箱制冷劑、滅火劑、傳熱介質、推進劑、發泡劑、起泡劑、氣體介質、滅菌劑載體、聚合物單體、移走顆粒流體、載氣流體、研磨拋光劑、替換干燥劑、電循環工作流體等領域。
R1234yf制冷劑的研究始于2007年，2010年得出的結論是該制冷劑作為新型制冷劑可以在汽車中安全使用。R1234yf被認為是汽車空調可選擇的替代制冷劑，并滿足環保和客戶的雙重要求。 并由美國杜邦與霍尼韋公司生產投放市場
歐洲出臺過一項法規，要求從當年年初開始所有在歐洲范圍內生產、銷售的新車必須采用新型環保的R1234yf作為汽車空調制冷劑，來取代原先使用的制冷劑R134a（制冷劑在密封的空調系統中循環流動，制冷劑的好壞對于整個系統而言非常重要），原因在于R1234yf的全球變暖潛能值僅僅為4GWP，而老一代制冷劑R134a高達1300GWP，相較而言，新型制冷劑基本對全球變暖沒有什么影響。
自2017年1月1日起，在歐洲境內生產和銷售的所有新車，禁止使用GWP＞150的制冷劑?？梢钥闯鰪V泛作為汽車空調制冷劑的R134a(GWP=1300)的逐步淘汰將成為必然趨勢。DuPont與Honeywell推出的第四代制冷劑R1234yf和R1234ze被認為是替代R134a的新一代環保制冷劑,所以R1234yf會首先應用于汽車空調上。
然而新型汽車空調制冷劑R1234yf雖然在釋放的CO2量少于老一代制冷劑，但是具有非常大的安全隱患，梅賽德斯奔馳位于斯圖加特-下圖爾克海姆的一段測試路段上，使用新型制冷劑的汽車在測試時，14 次測試中，有至少十次制冷劑在遇到高溫發動機零件時發生燃燒，且連續五天發生燃燒的情況，就是因為采用該制冷劑的車在出現嚴重的碰撞時，會因為空調制冷劑管道破裂而起火，并且在燃燒時還會釋放出氟化氫有毒氣體。
展開 一 汽車空調的功能和組成
汽車空調是用來調節汽車室內空氣溫度濕度以及空氣質量的系統裝置，它包括制冷和采暖。不過人們只要提起汽車空調，大都指空調制冷系統，因此汽車空調制冷系統被俗稱為汽車空調了。空調制冷系統有兩大功能；一調節室內空氣溫度，二是室內空氣除濕功能。又分自動空調和手動空調。系統部件的組成；主機（壓縮機），管路，冷凝器（散熱器），過濾器（干燥儲液器），膨脹閥，蒸發器。還有電路開關（A/C）溫控器，電子扇，鼓風機，風道，空調濾芯等等。
二 汽車空調制冷原理
汽車空調制冷原理同其它制冷裝置原理相同。制冷劑工質以汽態在蒸發器中吸熱制冷，低溫液體吸收汽化潛熱變成制冷劑氣體被壓縮機吸入壓縮，低壓氣體經壓縮機做功使氣體壓力和溫度都增高，之后進入冷凝器，冷凝器經冷卻風扇對制冷劑氣體進行冷凝散熱，冷凝后的高溫高壓氣體變成液體儲存在冷凝器底部及儲液器中，冷凝時放出的熱量由冷卻風扇帶出并散到車外，當高溫高壓的液體流經膨脹閥，（或稱節流閥）制冷劑降壓后沸騰，（例；F12物理特性沸點-29.8），又變成低溫低壓的氣體狀態再進入蒸發器吸收汽化潛熱而制冷?？照{制冷是利用制冷劑的物理特性如此完成制冷循環。汽車空調制冷工作原理圖
高溫高壓氣體 高壓氣液混合體 高溫高壓液體 低壓低溫氣體 低壓低溫氣體
壓縮機----------》冷凝器---------》干燥器---------》膨脹閥--------》蒸發器--------》壓縮機
壓縮做功----------散熱----------儲液干燥過濾------節流降壓--------吸熱制冷----吸氣再做功汽車空調常用制冷劑F12（老車型常用制冷劑）， R134a(環保制冷劑新車型常用）。
展開 除霜分析：不同時刻的霜層厚度分布云圖
除霧分析：某時刻的霧層厚度分布云圖
乘員艙舒適性分析：艙內的流線圖
純電動汽車制冷循環熱管理-Flownex一維仿真系統及三維耦合
6.傳動系統
汽車動力傳動系統起著功率傳遞的功能，基本部件均屬高強度部件，其包含的零部件主要有：變速箱、離合器、萬向節、主減速器、差速器、半軸、液力耦合器與液力變矩器等。安世亞太的ANSYS以及MBD for ANSYS為解決齒輪的輪滑、傳動、強度、疲勞等評估提供了良好的工具。
差速器的潤滑仿真：實驗和仿真結果對比
差速器和潤滑油之間、潤滑油和箱體之間的換熱系數結果
基于MBD for ANSYS的齒輪傳動分析
7.制動系統
制動系統由操控系統、液壓系統和助力系統組成，它是汽車上最主要的安全裝置之一。其整體性能對汽車的操作穩定性及人員的安全性都有著直接的影響。制動系統的設計研發主要集中在制動器、調整臂、真空助力器、閥類控制及保護等部件，在CAE分析中通常需要關注這些結構的強度和變形分析、振動和噪聲分析、疲勞壽命分析、溫度場分析、熱應力分析等。
制動尖叫仿真分析
制動器溫度場分布
制動器空氣流場分布
8.汽車車燈
汽車車燈CAE分析主要包括車燈內的散熱分析、結露分析和結構熱應力分析、車燈振動強度分析及模具設計的注塑工藝分析等。
展開 
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在汽車制冷劑系統中，蒸發壓力一般在2~4bar左右（即2~4個大氣壓），因此相比于液冷系統，制冷劑防泄漏要求會很高，對整個回路的密封性要求也會很高。
溫度均勻性差。
在汽車制冷劑系統中，蒸發壓力一般在2~4bar左右（即2~4個大氣壓），因此相比于液冷系統，制冷劑防泄漏要求會很高，對整個回路的密封性要求也會很高。
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隨著汽車科技的飛速發展，汽車空調系統的制冷劑選擇變得尤為關鍵。Mentor汽車制冷劑識別器，作為行業內廣受認可的檢測工具，旨在通過其先進的NDIR（非分散紅外）技術，為汽車空調系統制冷劑的維修和維護提供較好的便利。
NDIR技術的優勢
NDIR技術是一種經過驗證的分析方法，具有高度的準確性和可靠性。
此外，含氟氯烴類制冷劑已經逐漸退出電動汽車空調系統制冷劑的應用范圍，以進一步提升新型電動汽車的環保效果。
2.3 電機驅動系統的熱管理
電機在工作過程中會產生大量的熱量。因此，電機熱管理主要負責對驅動電機進行冷卻降溫。電機熱管理系統采用的冷卻介質主要是風冷或液冷。
此外，微通道平行流換熱器具有結構緊湊、制冷劑充注量少、傳熱性能好的優點，目前主要應用于汽車空調、小型制冷設備等。因此，采用微通道并流換熱器作為LHP的蒸發段和冷凝段是一種新型高效的散熱方式，具有良好的散熱效果。在充電站、數據中心等封閉機柜散熱領域具有較高的應用前景。
汽車的壓縮機對汽車空調的制冷劑有壓縮和輸送的作用[1]，被譽為汽車空調的心臟。壓縮機內部的密封橡膠圈和潤滑油，在高溫環境下工作容易破壞，破壞后容易引起壓縮機的異響或拉缸，甚至造成壓縮機的磨損報廢，所以汽車壓縮機要避免出現熱害風險。
來源 | Energy Conversion and Management
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-制冷系統的匹配設計
干貨‖電池包熱管理系統設計
干貨‖汽車整車耐久性試驗室道路模擬試驗
干貨‖整車熱管理系統介紹
干貨‖動力總成布置
干貨‖控制器參數標定和優化試驗
干貨‖汽車型式的選擇
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