【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源汽车领域，特别涉及一种电动汽车热泵空调系统，所述热泵空调系统包括环境性能远优于r410a，与塑料件、密封件和金属件相容性好、在5～60％含油率下与润滑油互容性好的传热介质。
技术介绍
1、2016年《蒙特利尔议定书》缔约方达成《基加利修正案》，旨在限控温室气体氢氟碳化合物(hfcs)，开启了协同应对臭氧层耗损和气候变化的历史新篇章。《基加利修正案》的实施预计将减少88％hfcs排放，可防止本世纪末全球升温0.5℃，该修正案已于2021年9月15日对我国生效。
2、随着我国“双碳”目标确立，低碳绿色技术的发展至关重要。作为国家支柱产业的汽车行业，尤其是新能源汽车领域，现有高gwp值的hfcs削减，新型环保替代冷媒的开发，迫在眉睫。
3、欧盟mac指令，汽车空调冷媒于2017年1月1日起，所有车辆不得充注gwp超过150的含氟气体。欧盟f-gas法规517规定2015年1月1日起，欧盟区域对hfcs生产商和进口商的生产量或进口量实行配额制。现有车用空调冷媒r134a和r410a出口欧洲需缴纳配额费用。因此，新型环保替代冷媒的开发不仅具有社会效益，还具有经济效益，可以促进行业健康发展。
4、冷媒的替代开发需要兼顾环保和使用性能，目前电动汽车使用过程中主要问题之一为用户的续航里程焦虑，因涉及到驾驶舱取暖，该问题在冬季尤其是寒冷地区更加明显。电动汽车热泵空调系统代替传统ptc加热可以有效减少电量的消耗同时满足驾驶舱取暖需求，特斯拉、宝马、大众、奥迪等厂商已经采用或计划采用热泵空调系统
5、目前，电动汽车热泵空调系统的传热工质主要包括：
6、1、r134a，具有无色、无毒、不可燃、粘度低、汽化潜热高、比热大等特点，是目前发展中国家汽车空调中最常用的冷媒，但其温室效应潜能值高(gwp＝1300)，正面临削减，同时制热性能较差，且不符合欧洲mac指令中汽车空调冷媒gwp＜150的要求。
7、2、r1234yf，热物理性质与r134a近似，经测试其制冷量以及cop等性能参数也与r134a相近，可直接替代现有汽车空调中的r134a，但r1234yf低温制热能力不足、价格高昂，且存在微弱可燃性。
8、3、co2(r744)，环境性能优异、不燃无毒、运动粘度低、成本低，是当前研究的热点之一，但其主要存在问题为跨临界循环压力大，节流损失大，高温制冷性能差，系统耐压要求高导致成本高。
9、4、r410a，拥有更低的沸点(-51℃)，制冷制热性能均明显优于r134a，适用于低温工况，但其gwp高达2088，面临削减甚至淘汰。
10、目前应用于电动汽车热泵空调系统的传热工质，或存在性能无法同时满足制冷与制热需求、或存在环境性能不满足环保要求的问题，需要开发新型工质予以替代。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种电动汽车热泵空调系统，所述热泵空调系统充灌有低gwp、制冷制热性能优异、运行压力适中且与材料相容性良好、与润滑油互溶性好的传热介质，不但能满足电动汽车夏季制冷的需求，还可以有效解决冬季采暖的问题。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种电动汽车热泵空调系统，包括gwp＜150的传热介质，与所述传热介质接触的塑料件、密封件和金属件，在5～60％含油率下与所述传热介质相容的润滑油，所述传热介质包括：
4、作为第一组分的六氟丙烯；
5、作为第二组分的三氟乙烯；
6、以及第三组分，所述第三组分选自氟丙烯、二氟丙烯、二氟甲烷中的至少一种。
7、在热泵空调系统运行过程中，所述传热介质会与塑料件、密封件和金属件等发生直接接触，所述塑料件的材料选自环氧树脂、abs、尼龙66中的至少一种，所述密封件的材料选自天然橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶中的至少一种，所述金属件的材料选自铜、铝、304不锈钢中的至少一种。本申请的传热介质与上述材料相容性好，具体地：在100～120℃下，所述塑料件、密封件与传热介质的相容系数在0.8～0.9；在150～175℃下，所述金属件与传热介质的相容系数在0.9～1。
8、在热泵空调系统运行过程中，所述传热介质与润滑油混合使用，以增加传热介质在系统运行过程中的稳定性。本申请的传热介质是针对采用多元醇酯(poe)或聚醚润滑油(pag)为润滑油的热泵空调系统提出的，所述多元醇酯(poe)或聚醚润滑油(pag)具体可以是suniso sl-32s、cryolant rb68、suniso t68、danfoss 160sz或cpi rpag 65等牌号的商用润滑油，在温度大于-29.6℃时，在5～60％含油率下，所述传热介质与润滑油均清澈透明，未分层，互溶性良好。
9、根据上述的电动汽车热泵空调系统，所述氟丙烯选自e-1-氟-1-丙烯、z-1-氟-1-丙烯、2-氟丙烯、3-氟-1-丙烯中的至少一种；所述二氟丙烯选自3,3-二氟-1-丙烯、2,3-二氟-1-丙烯、1,1-二氟丙烯、(e)-1,2-二氟-1-丙烯、1,3-二氟-1-丙烯、1,2-二氟-1-丙烯中的至少一种。
10、优选地，所述氟丙烯选自2-氟丙烯，所述二氟丙烯选自1,1-二氟丙烯。
11、本专利技术的传热介质，按照各组分的质量比例进行物理混合形成稳定的组合物即可获得。
12、本专利技术的传热介质主要用于替代r410a，因此，在具有突出的环境性能优势的基础上，还需要具有与r410a相当或更高的制冷制热性能。故：
13、第一组分占传热介质总质量的30～50％；
14、第二组分占传热介质总质量的30～50％；
15、第三组分占传热介质总质量的10～30％。
16、在电动汽车热泵空调系统的运行过程中，较小的温度滑移可以降低组合物中低沸点组元的泄漏率；同时考虑到低温工况，如环境温度低于-15℃时，为降低对ptc的依赖，这就要求组合物具有优异的低温制热性能。故，进一步优选地，
17、第一组分占传热介质总质量的35～45％；
18、第二组分占传热介质总质量的35～40％；
19、第三组分占传热介质总质量的15～25％。
20、在一种实施方式中，所述第三组分为二氟甲烷，所述传热介质包括：35～45％的六氟丙烯，30～40％的三氟乙烯，15～20％的二氟甲烷；该配方可以同时兼顾安全性能和环保性能，且循环性能更为优异。
21、在另一种实施方式中，所述第三组分为二氟甲烷和2-氟丙烯，所述传热介质包括：35～45％的六氟丙烯，30～40％的三氟乙烯，15～19％的二氟甲烷和1～10％的2-氟丙烯，该配方可以同时兼顾安全性能和循环性能，环保性能更为优异。
22、在另一种实施方式中，所述第三组分为二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电动汽车热泵空调系统，包括GWP＜150的传热介质，与所述传热介质接触的塑料件、密封件和金属件，在5～60％含油率下与所述传热介质相容的润滑油，其特征在于：所述传热介质包括：
2.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：在100～120℃下，所述塑料件、密封件与传热介质的相容系数在0.8～0.9；在150～175℃下，所述金属件与传热介质的相容系数在0.9～1。
3.根据权利要求2所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述塑料件的材料选自环氧树脂、ABS、尼龙66中的至少一种，所述密封件的材料选自天然橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶中的至少一种，所述金属件的材料选自铜、铝、304不锈钢中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述润滑油为多元醇酯(POE)或聚醚润滑油(PAG)。
5.根据权利要求1-4任一所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述氟丙烯选自E-1-氟-1-丙烯、Z-1-氟-1-丙烯、2-氟丙烯、3-氟-1-丙烯中的至少一种；所述二氟丙烯选自3,3-二氟
6.根据权利要求5所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述氟丙烯选自2-氟丙烯，所述二氟丙烯选自1,1-二氟丙烯。
7.根据权利要求1-6任一所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：
9.根据权利要求7或8所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述传热介质替代R410A用于原使用R410A的电动汽车热泵空调系统，无需更换所述热泵空调系统的部件。
...【技术特征摘要】
1.一种电动汽车热泵空调系统，包括gwp＜150的传热介质，与所述传热介质接触的塑料件、密封件和金属件，在5～60％含油率下与所述传热介质相容的润滑油，其特征在于：所述传热介质包括：
2.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：在100～120℃下，所述塑料件、密封件与传热介质的相容系数在0.8～0.9；在150～175℃下，所述金属件与传热介质的相容系数在0.9～1。
3.根据权利要求2所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述塑料件的材料选自环氧树脂、abs、尼龙66中的至少一种，所述密封件的材料选自天然橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶中的至少一种，所述金属件的材料选自铜、铝、304不锈钢中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述润滑油为多元醇酯(poe)或聚醚润滑油(pag)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳洪生，张董鑫，郭智恺，刘武灿，陈磊，
申请(专利权)人：浙江省化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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