Die Winterheizung der Fahrgastzelle von Elektrofahrzeugen hängt von der Fahrzeugklimaanlage ab, die die Ausblaslufttemperatur schnell auf den Sollwert erhöhen muss. Derzeit werden in Fahrzeugklimaanlagen üblicherweise umgekehrte Carnot-Wärmepumpenzyklen verwendet, die bei niedrigen Temperaturen eine unzureichende Heizleistung aufweisen, sodass die Ausblaslufttemperatur beim Kaltstart nicht schnell den Sollwert erreicht. Um eine ausreichende Heizleistung bei Heizbetrieb unter niedrigen Temperaturen zu gewährleisten, wird der umgekehrte Carnot-Wärmepumpenzyklus durch einen Heißgas-Bypass-Wärmepumpenzyklus ersetzt, bei dem das Kältemittel von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite umgeleitet wird, um den Ansaugdruck des Kompressors zu erhöhen und einen stabilen Betrieb des Kompressors bei Heizbetrieb unter niedrigen Temperaturen sicherzustellen. Dieser Artikel schlägt eine stufenweise Heißgas-Bypass-Heizungsregelungsstrategie vor, indem ein Auspuffdrosselventil im System hinzugefügt wird, um die Dauer des Hochdruckaufbaus zu verkürzen. Es wurde ein Simulationsmodell eines Heißgas-Bypass-Wärmepumpenzyklus auf Basis von R290 erstellt und ein Prüfstand aufgebaut, um das Simulationsmodell zu kalibrieren. Es wurde die Leistungsdifferenz zwischen Heißgas-Bypass- und umgekehrtem Carnot-Wärmepumpenzyklus bei Heizbetrieb unter niedrigen Temperaturen simuliert und auf dieser Basis die Optimierungswirkung der Steuerungsstrategie verifiziert. Die Ergebnisse zeigen, dass unter den niedrigen Temperaturbedingungen von -25 ℃ und -20 ℃ die Heizleistung des Heißgas-Bypass-Wärmepumpenzyklus besser ist als die des umgekehrten Carnot-Wärmepumpenzyklus; verglichen mit der Steuerungsstrategie vor der Optimierung kann die optimierte Steuerungsstrategie die Zeit verkürzen, die benötigt wird, um die eingestellte Ausblaslufttemperatur zu erreichen, um 36%.

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