电动汽车热冷负荷计算Word文档下载推荐.docx

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同济大学出版社,1987.

3编写意义

电动汽车是我国目前极为重视的一个汽车工业分支，其发展必然会带动电动汽车空调产业的发展。

电动汽车空调作为空调技术在电动汽车上的应用，它能创造车室内热微环境的舒适性，保持车室内空气温度、湿度、流速、洁净度、噪声和余压等在舒适的标准范围内，不仅有利于保护司乘人员的身心健康，提高其工作效率和生活质量，而且还对增加汽车行始安全性具有积极作用。

本文即结合电动汽车的结构特点，通过理论计算，得出电动汽车空调系统准确适宜的制冷/制热能力，为电动汽车空调系统的设计提供理论基础。

4汽车空调热/冷负荷的组成

4.1热平衡模型

下图是以稳态传热为基础建立的汽车空调系统的热平衡模型。

热量传递包括导热、对流、辐射三种方式。

为了便于分析，该热平衡模型建立在以下三个假设基础之上：

①车身热传递为一维稳态导热；

②车厢内的热负荷只使车内空气和部件的温度升高；

③车内各部件的温度与车内空气的温度均匀一致。

4.2热平衡方程

根据上述热平衡模型建立的热平衡方程式如下：

Q热=QG1+QG2+Q新+Q车顶+Q车侧+Q车底板+Q电动机+Q人+Q湿

Q冷=QG1ˊ+QG2ˊ+Q新ˊ+Q车顶ˊ+Q车侧ˊ+Q车底板ˊ+Q电动机ˊ+Q人ˊ

上述式中:

Q热——整车空调系统热负荷

Q冷——整车空调系统冷负荷

QG1/QG1ˊ——由于车内外温差通过玻璃传入的热/冷负荷

QG2/QG2ˊ——由于太阳辐射通过玻璃传入的热/冷负荷

Q新/Q新ˊ——新风产生的热/冷负荷及门窗的露热/冷量

Q车顶/Q车顶ˊ——从车顶传导进入车内的热/冷负荷

Q车侧/Q车侧ˊ——从车侧面传导进入车内的热/冷负荷

Q车底板/Q车底板ˊ——从行李箱及车厢地板传导进入车内的热/冷负荷

Q电动机/Q电动机ˊ——从电动机侧传导进入车内的热/冷负荷

Q人/Q人ˊ——车内驾驶人员及乘客散发的热/冷负荷

Q湿——为维持车内含湿量恒定需从车内除去的湿负荷

5热/冷负荷计算所需输入条件

5.1整车资料

前窗（m²

）

S前窗

斜角（°

a

阳面投影面积（m²

S前窗ˊ=S前窗*cos（a/180π）

后窗（m²

S后窗

b

S后窗ˊ=S后窗*cos（b/180π）

侧窗（m²

S侧窗

c

S侧窗ˊ=S侧窗*cos（c/180π）

玻璃总面积（m²

）S玻

S前窗+S后窗+S侧窗

阳面投影总面积（m²

）S玻ˊ

S前窗ˊ+S后窗ˊ+S侧窗ˊ

顶盖（m²

S顶盖

天窗面积S天

底板（m²

S底板

前围（m²

S前围

除玻璃外车身侧面积（m²

S车侧

驾驶员内部容积（m³

V驾驶

乘坐人数（驾驶员1人）

N人

5.2设计条件

夏季制冷

室外温度（°

C）

40

对应焓值（KJ）

101

太阳辐射（W/m²

1000

—

车室温度（°

24

48

车速（km/h）

对应对流换热系数

40.6

冬季制热

-25

-24.7

48.18

湿负荷计算时空气焓值41.3kj/kg

湿负荷计算时空气焓值40kj/kg

5.3经验参数

下属参数均为经验参数，经验参数可以根据具体情况进行修改。

玻璃传热系数K玻=6.4

太阳辐射通过玻璃透入系数η=0.56

太阳辐射通过玻璃吸收系数ρ=0.34

太阳辐射通过玻璃内表面放热系数αB=16.7（w/m²

℃）

玻璃遮阳系数S=0.77

车窗外表面的太阳辐射强度Is=41.7

新风量=11（m3/h.人）

空气密度ρ=1.14

车身综合传热系数K=4.8

车身表面吸收系数ε=0.9

地表面热辐射系数I=200

电动机前围板面温度=45（℃）

司机散发的热负荷Q司=170（W）

乘员散发的热负荷Q乘=108（W）

乘员群集系数y=0.89

27℃时人体散湿量d0=56（g/h）

风机风量L=480（m3/h）

湿负荷计算空气温度=8（℃）

湿负荷计算空气相对湿度=100%

湿负荷计算空气含湿量=6.7

6热/冷负荷计算

6.1冷负荷计算

整车冷负荷计算

Q玻ˊ（W）

QG1ˊ+QG2ˊ

QG1ˊ（W）

玻璃传热系数K玻×

玻璃总面积S波总×

（室外温度-车室温度）

QG2ˊ（W）

Q新ˊ（W）

新风量lo×

乘坐人数×

空气密度ρ×

（室外温度焓值-车室温度焓值）÷

3.6

Q车身ˊ（W）

Q车顶ˊ+Q车侧ˊ+Q车底板ˊ+Q电动机ˊ

Q车顶ˊ（W）

车身综合传热系数K×

车顶盖面积S顶盖×

Q车侧ˊ（W）

车身侧面积S车侧×

Q车底板ˊ（W）

车底板面积S底板×

Q电动机ˊ（W）

Q人ˊ（W）

Q冷（W）

QG1ˊ+QG2ˊ+Q新ˊ+Q车顶ˊ+Q车侧ˊ+Q车底板ˊ+Q电动机ˊ+Q人ˊ

整车冷负荷计算结果（W）

经验余量值1.1×

Q冷

6.2热负荷计算

整车热负荷计算

Q玻（W）

QG1+QG2

QG1（W）

QG2（W）

（η+ρ×

αB÷

αH）×

S×

U

车窗太阳辐射量U=S玻ˊ×

太阳辐射量IG+（S玻-S玻ˊ）×

Is

Q新（W）

Q车身（W）

Q车顶+Q车侧+Q车底板+Q电动机

Q车顶（W）

（当量温度tm1-车室温度）

当量温度tm1=室外温度+ε÷

（对流换热系数+k）×

（Is+太阳辐射量IG）

Q车侧（W）

（当量温度tm2-车室温度）

当量温度tm2=室外温度+ε÷

（Is+太阳辐射量IG）×

0.5

Q车底板（W）

（当量温度tm3-车室温度）

当量温度tm3=室外温度+ε÷

I

Q电动机（W）

前围面积S前围×

（电动机前围板面温度T-车室温度）

Q人（W）

司机散发的热负荷Q司+乘员散发的热负荷Q乘×

乘员群集系数y×

（乘坐人数-1）

Q湿（W）

空气焓差ΔH÷

3.6×

鼓风机风量L×

空气密度ρ

Q热（W）

QG1+QG2+Q新+Q车顶+Q车侧+Q车底板+Q电动机+Q人+Q湿

整车热负荷计算结果（W）

Q热

当量温度：

是指综合干球温度、辐射温度和气流速度的一种综合指标。

后附C50EB（电动汽车）热负荷计算书样表。

C50EB（电动汽车）热负荷计算书

计算说明

黄色

表示：

计算必需输入的参数

蓝色

计算经验参数可以更改

红色

计算结果

整车资料

）：

1.18

30.3

1.0188

0.783

28.5

0.6881

1.106

74

0.3049

玻璃总面积为（m²

3.069

2.0118

1.561

0.1638m²

天窗面积

2.446

0.751

2.911

5.19

乘坐人数（驾驶员1人）：

5

设计条件

C）：

对应焓值（KJ）：

车速（km/h）：

对应对流换热系数：

整车热负荷计算结果（W）：

4454.84

整车冷负荷计算结果（W）：

-4244.77

空调系统总负荷（W）：

4049.86

空调系统总热负荷（W）：

-3858.88

加余量：

1.1

整车热负荷

整车冷负荷

玻璃窗热负荷（W）Q玻=QG1+QG2：

1422.1

玻璃窗冷负荷（W）Q玻‘=QG1‘+QG2‘：

-962.44

1.由于车内外温差通过玻璃传入的热负荷（W）QG1

K玻：

6.4

QG1=k玻xS玻xΔt：

314.27

1.由于车内外温差通过玻璃传入的冷负荷（W）QG1‘：

2.由于太阳辐射通过玻璃传入的热负荷（W）QG2

太阳辐射通过玻璃透入系数η：

0.56

太阳辐射通过玻璃吸收系数ρ：

0.34

太阳辐射通过玻璃内表面放热系数（w/m²

℃）αB：

16.7

玻璃遮阳系数S：

0.77

车窗太阳辐射量U：

2055.86

车窗外表面的太阳辐射强度Is：

41.7

U=S玻‘x