5.2.3.3 乘员舱热管理性能的匹配及目标达成

CAE仿真评估和优化后，乘员舱热管理系统的设计方案基本确定，进入产品制造阶段。按“V”字开发模型，接下来开展零部件、系统及整车性能试验。

1.乘员舱热管理零部件性能验收与校核

零部件性能验收根据各主机厂的资源情况可以由供应商实测、第三方测试或者主机厂台架测试，但是由于试验台之间的偏差，需要在目标设定时考虑余量。由于零部件目标分解是基于某一个或某几个设计工况，因此，零部件性能验收的同时，还需要完成零部件性能MAP的测试，用于全工况的CAE仿真校核，确定所有目标达成的风险。如果整车目标的仿真结果未达标，需要进行优化方案的制订，重新开展CAE仿真评估，直到性能目标达成。

2.乘员舱热管理系统性能试验和匹配

在进行最终的乘员舱热管理性能验收前，需要开展一些乘员舱热管理系统的匹配工作，如制冷剂加注量匹配、蒸发器结冰保护匹配、自动空调标定匹配等，从而保证乘员舱的舒适性和系统运行的稳定性。

（1）制冷剂加注量匹配 当汽车空调制冷效果不良时，人们普遍认为多加注一些制冷剂会改善汽车空调的制冷性能，但实际上空调制冷性能与制冷剂的加注量是一种类似抛物线的关系，过量的制冷剂反而会降低空调的制冷性能。制冷剂加注过多，会导致冷凝压力过高，冷凝器出口过冷度过大，导致制冷剂在蒸发器中无法完全蒸发，制冷量下降的同时还可能造成压缩机液击。制冷剂加注不足，会导致蒸发器出口过热度过大，压缩机排气温度过高，同样对压缩机不利。因此，合适的制冷剂加注量是保证系统稳定运行和系统性能的重要匹配参数。

一般而言，制冷剂加注量是由系统内容积决定的，即由系统部件大小及管路长度决定，尤其是液体管路的长度。通常，空调系统的制冷剂加注量通过实车系统台架测试初定，并在整车环模试验中最终确定。试验可以得到如图5-34所示的曲线，其中箭头标识的区域即为最佳加注量范围，最终加注量的确定应综合考虑加注设备偏差、系统泄漏量、系统性能衰减等因素。

图5-34 制冷剂加注量关系曲线

（2）蒸发器结冰保护匹配 当发动机高速运转时，热管理系统制冷量很高，如果长时间保持该工况，蒸发器翅片表面会大量结露；此时，如果蒸发器表面温度降到0°C以下，露水变成冰霜，并且随着时间的持续，蒸发器表面的冰霜层越来越厚，堵塞了大部分的空气通路，导致制冷剂因无法吸收外部空气的热量而失去制冷能力；同时，不能充分蒸发、带液态的制冷剂进入压缩机后，由于液体不能被压缩，将会严重损坏压缩机的活塞、阀片，造成压缩机液击。

为了有效防止结冰和液击的发生，必须对蒸发器的温度进行精确控制，通常有控制蒸发器表面温度和控制蒸发器内制冷剂压力两种方式。前一种方式主要是配合压缩机离合器和蒸发器表面温度传感器来实现，目前大部分采用此方式；后一种方式主要是配合压缩机离合器和低压保护开关来实现。当温度或压力低于某个值后，切断压缩机离合器，停止空调系统供冷，冰霜层融化，制冷剂恢复过热气态。

匹配过程中，首先开展蒸发器结冰保护的台架试验，初步确定结冰保护的切断恢复温度，然后再通过环模和道路试验，验证结冰保护的可靠性。

（3）自动空调标定匹配 对于带有自动空调配置的车型，还需要对自动控制系统进行标定和匹配，保证对压缩机启停、送风温度、送风模式、风量大小等进行全季节、多功能的精准控制和全自动调节。自动空调的标定通常是在环境舱中进行全MAP的扫点工况测试和参数标定，确定初版控制软件，然后春秋季、夏季和冬季分别在实际道路上模拟用户使用工况，开展控制参数的精细化标定。

3.乘员舱热管理整车性能试验及目标达成验收

由于乘员舱热管理系统可以开展实车台架试验，并且杂合车的送风系统状态很难保证与设计状态一致，因此，对于全新开发的车型，通常不进行杂合车的匹配与验证试验。在工程样车完成后，开展整车环模试验和道路可靠性试验，验收乘员舱热管理的各项性能目标。