Das Wärmepumpensystem als Kernkomponente des thermischen Managementsystems neuer Nutzfahrzeuge ist von großer Bedeutung für die Energieeffizienzoptimierung und die multimediale Koordinationsregelung, die die Gesamtreichweite und Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verbessert. In dieser Arbeit wird R134a als Arbeitsmedium verwendet und eine multivariable koordinierte Regelungsarchitektur basierend auf einem proportional-integralen (PI) Regelalgorithmus aufgebaut. Mittels Amesim-Simulationen wurden die dynamischen Leistungseigenschaften des Wärmepumpensystems unter verschiedenen Umgebungsbedingungen systematisch untersucht. Im Fokus standen zwei typische Betriebszustände: Hochtemperaturkühlung bei 40 ℃ und großflächige Niedertemperaturheizung im Bereich von -15 bis 0 ℃. Es wurden mehrstufige Mehrmodusregelungsstrategien für Luftquellen-Wärmepumpen, Wasserquellen-Wärmepumpen und gekoppelte Zweiquellen-Wärmepumpen vorgeschlagen sowie ein Modell zur gestuften Nutzung von Motorabwärme erstellt. Die Ergebnisse zeigen, dass im Doppelziel-Kühlmodus das System innerhalb von 200 s die Temperaturregelung des Batteriepacks und des Fahrgastabteils erreichen kann, die Kompressorleistung stabil bei etwa 7 kW liegt und der Leistungskoeffizient (COP) 2,5 bis 3,0 erreicht; im Niedertemperaturheizbetrieb überschreitet der COP des Zweiquellen-Wärmepumpenmodells 2,1 und spart 60 % Energie im Vergleich zum herkömmlichen Heizmuster mit positiver Temperatur-Heizung (PTC).

Elektrofahrzeuge; Nutzfahrzeuge; Wärmepumpe; Heizstrategien