对石油资源的过度依赖导致国际社会能源安全问题、极端气候加剧等环保问题,平衡电网分时电价和新能源的兴起使电动汽车应用成为可能,而高效节能的热泵空调系统是增大电动汽车的续驶里程的关键技术之一。微通道换热器作为一种高效、节材、环保、轻量的换热器,无疑是电动汽车空调换热器的首选。本课题围绕微通道蒸发器和微通道冷凝器在电动热泵汽车空调系统的应用进行了实验研究。论文的主要工作包括:对采用普通管翅式蒸发器和冷凝器的R407C热泵型电动汽车空调进行了不同工况下的制冷和制热性能的测试实验并分析实验结果;设计匹配的微通道蒸发器和微通道冷凝器改进原电动汽车热泵空调系统;对采用微通道换热器的新型系统进行了制冷和制热性能测试,并对热泵系统的宏观和微观结霜性能进行了研究,采用图像处理的方法定量分析霜层增长规律;对比分析原系统和新型系统的性能实验结果,并应用熵增原理对新型系统各主要部件进行?分析。原电动汽车空调系统和新型系统在不同工况下的性能测试实验结果表明,室外环境温度的变化将大大影响电动汽车热泵空调系统的性能:增大室外环境温度将降低其制冷性能,但提高其制热性能。此外,在制冷和制热条件下,适当地加大换热器的进风风量将提高系统的性能。对比分析原系统和新型系统的性能发现,新型系统由于使用了更高效紧凑的换热器,制冷剂充注量比原系统减少了26.5%。制冷模式运行时,冷凝器(室外侧换热器)的单位面积换热量比原系统增大5.57%~10.6%,但是新型系统的蒸发器的单位面积换热量比原系统略有减小;制热模式运行时,新型系统的蒸发器和冷凝器的单位面积换热量均比原系统增大(5℃制热工况下分别增大15.6%和21.2%;7℃制热工况下分别增大26.2%和26.9%)。对新型系统各部件进行?分析发现,系统制冷运行时,?损失的最大环节均发生蒸发器(室内侧换热器)且总的?损失随室外环境温度的升高而增大;制热运行时,?损失最大的环节发生在蒸发器(室外侧换热器)且总的?损失随室外环境温度的升高而减小。新型系统的热泵结霜性能实验研究表明,在7℃的标准制热工况下,室外换热器的进风风量为800m3/h和1500m3/h时,微通道蒸发器表面的霜层在其左下部先开始形成和生长,随后逐步向中间扩展,且霜层分布是极为不均匀的,换热器表面温度越低处结霜越严重,其原因是微通道蒸发器扁管内制冷剂流量分配不均导致蒸发器表面局部温度较低。运用数字图像处理方法对使用CCD拍摄的微观结霜图片进行分析发现,在霜层的生长期和充分生长期(7℃的标准制热工况,蒸发器空气侧进风风量为800m3/h),与微通道蒸发器的波纹状翅片表面很近的一个薄层内,冰晶体的分布十分密集,且随着高度的增长,冰晶体成近似线性的方式减少。