電気自動車乗員室の冬季暖房は車載エアコンシステムに依存しており、吹き出し温度を設定値まで迅速に上げる必要がある。現在、車載エアコンシステムでは逆カルノー型ヒートポンプサイクルが一般的に使用されているが、低温環境では加熱量が不足する問題があり、コールドスタート時に吹き出し温度が設定値に迅速に到達できない。低温暖房運転条件で車載エアコンシステムが十分な加熱量を提供するために、逆カルノー型ヒートポンプサイクルの代わりに高圧側冷媒を低圧側にバイパスする熱気バイパス型ヒートポンプサイクルを採用し、圧縮機の吸込圧力を上げて低温暖房運転条件での圧縮機の安定動作を保証する。本稿では段階的な熱気バイパス暖房制御方法を提案し、システムに排気スロットルバルブを追加して高圧成立時間を短縮した。R290を用いた熱気バイパス型ヒートポンプサイクルのシミュレーションモデルを構築し、実験台を設置してモデルの校正を行った。熱気バイパス型と逆カルノー型ヒートポンプサイクルの低温暖房性能差をシミュレーションで検討し、これに基づき制御戦略の最適化効果を検証した。結果は、-25 ℃および-20 ℃の低温条件下で熱気バイパス型ヒートポンプサイクルの暖房性能が逆カルノー型を上回り、最適化前の制御戦略と比較して、最適化後の制御戦略は吹き出し温度が設定値に達するまでの時間を36％短縮できることを示した。

車載エアコン;熱気バイパス;制御戦略;低温暖房;吹き出し温度