液体貯蔵タンクを備えた電気自動車用R290ヒートポンプシステムについて、回熱循環モードおよび補気循環モードにおける冷媒充填量がシステム循環状態および性能に与える影響を研究した。システム実験により、充填量増加過程において『平坦期』が存在し、この区間内ではシステム循環状態はほぼ変化せず、COPが最大値に達することを確認した。平坦期外では、冷媒蒸発圧力、過冷却度、蒸発器入口乾き度が充填量の増加とともに上昇し、圧縮機吸気および排気過熱度は低下する。2つの循環モードの平坦期充填量範囲は異なり（回熱循環260～290 g、補気循環270～300 g）、これはシステム内部の冷媒密度分布の違いによる。平坦期の長さに基づき計算された貯蔵タンクの有効液体貯蔵割合は、それぞれ35.6％および36.1％であり、貯蔵タンク性能評価指標として利用可能である。さらに詳細な分析により、平坦期を含むより広い充填量範囲内に性能プラットフォーム期が存在し、システム冷凍能力およびCOPはほぼ安定して維持され、最適性能下におけるシステムの使用可能充填量範囲を定量化できることを明らかにした。2つの循環モードの性能プラットフォーム期を比較することで、全動作条件下での最適共通充填量を特定でき、本システムの最適充填量は270 gである。極限環境試験により、-20 ℃の暖房条件および43 ℃の冷房条件下でシステムが良好な性能を示し、提案手法の有効性を検証した。

電気自動車; R290ヒートポンプ; 貯蔵タンク; 充填量; 循環特性