ヒートポンプエアコンシステムは電気自動車の冬季暖房需要を満たす上で重要な役割を果たしています。本稿では、新型低GWP値のR1234yfを冷媒として用い、電気自動車ヒートポンプエアコンシステムの−20～7 ℃環境下における低温暖房性能を試験しました。電気自動車の冬季熱負荷を較正し、冷媒R134aと比較して、システムの冷媒充填量、暖房量、COPおよび排気温度の変化を研究し、システム各部品の熱損失を分析計算し、結果に基づきシステムの最適化方向を決定しました。結果は、当該システムの最適冷媒充填量が1406gであり、暖房量とCOPはほとんどの運転条件で2kW及び18以上に達し、低温暖房ニーズを満たすことができることを示しました。R1234yfを直接R134aの代替とした場合、システムの暖房量とCOPはR134aシステムに比べてそれぞれ71％及び66％低く、システムの排気温度は平均で53 ℃低く、システムの動作はより安定かつ信頼性が高いことがわかりました。ヒートポンプエアコンシステム内の凝縮器及びコンプレッサーの熱損失はシステム全体の熱損失の80％以上を占めており、重点的な最適化方向であることが判明しました。内部凝縮器の熱交換面積増加、風量増大、コンプレッサー回転数向上によりR1234yfシステムの暖房性能は著しく向上し、R134aシステムの暖房性能とほぼ同等かそれ以上となる可能性があります。

電気自動車; ヒートポンプ; R134yf; システム性能; 熱エネルギー解析