随着社会经济的发展以及环保要求的提升,汽车行业进入了重大的变革期,电动化、智能化、网联化、共享化、国际化成为主流发展方向,对于电动汽车来说,电动汽车的动力源与传统汽车存在着很大的不同,为了适应汽车的动力源的更换所带来的一系列变化,汽车空调在形式上也需要做出相应的改变。本文基于电动汽车空调系统的功能性需求,设计了一套具有乘员舱制冷与制热、电池冷却与预热、除雾、除霜和PTC加热器加热等多种工作模式的热泵空调系统,该系统在除霜模式下具有更好的乘员舱热舒适性,并且目前针对于热泵空调系统性能的研究大多是基于热力学第一定律的。本文从有效能的角度对系统进行了性能分析,为热泵空调系统总结了优化方向。同时为了节约分析系统性能时的时间与成本,设计并搭建了热泵空调系统性能仿真分析平台,可用于分析不同工作模式下系统的性能。本文的主要研究内容如下:(1)建立了热泵空调系统主要部件的仿真模型,包括涡旋压缩机模型、平行流冷凝器模型、平行流蒸发器模型、板式蒸发器模型、膨胀阀模型,并建立了关于压缩机容积效率与等熵效率预测的RBF神经网络模型;对平行流冷凝器、平行流蒸发器、板式蒸发器仿真模型的精度进行了验证,经验证模型误差均在允许范围内;对平行流蒸发器与平行流冷凝器做了变工况性能分析,研究得到迎面风速、进风温度、制冷剂流量均对平行流换热器的性能有显著影响;针对板式蒸发器进行变工况性能分析时得到增大冷却液流量可以增大换热量,但当增大到一定程度时改善效果会变弱。(2)对本文所设计的热泵空调系统进行了乘员舱制冷模式、电池冷却模式、乘员舱和电池混合制冷模式、乘员舱制热模式下的实验研究,并对实验结果进行了?分析,分析结果表明压缩机始终是系统?损失的主要来源。在乘员舱和电池混合制冷模式下,系统各部件的?损失分布与热泵空调系统工作在乘员舱制冷和电池冷却模式时的?损失分布基本一致。在乘员舱制热模式下利用热泵空调系统替代PTC加热器时?效率得到有效提高,尤其是在压缩机低转速、低温环境和车内冷凝器高进风风量工况下,该种替代方式的优化效果将更明显。(3)基于部件仿真模型,建立了单蒸发器模式与双蒸发器模式下的热泵空调系统仿真模型,采用MATLAB编写了本文所设计的电动汽车热泵空调系统的性能仿真分析平台,该平台能分别分析热泵空调系统工作在乘员舱制冷模式、电池冷却模式、乘员舱和电池混合制冷模式、乘员舱制热模式时的性能,并利用实验结果对仿真模型的精度进行了验证,结果表明,不同工作模式下压缩机功率、换热量与系统COP的实验值与仿真值的最大误差的范围为0.34%～10.09%,故满足仿真精度要求,可以应用于热泵空调系统的研究中。并使用该性能仿真分析平台对热泵空调系统进行了变工况性能分析,研究了该系统的特性。