随着社会的发展,人们对于环境的要求日益提高,电动汽车产量不断提高。目前电动汽车空调在制热时普遍采用PTC电加热方式,能耗较高,导致车辆续航里程大幅度降低。本文对采用热泵空调系统降低汽车空调制热时能量消耗进行了研究。本文首先试验研究了工质R134a的充注量对于热泵空调系统制热性能的影响,试验结果表明:随着充注量的增加,压缩机出口压力和温度随之增加;在本试验的系统参数下,工质R134a的最优充注量为600g。在环境温度在-10℃以下时,通过试验对比研究发现,R410A、R407C和R134a三种工质中,R407C的制热性能最优。利用AMESim软件建立了HFC工质的电动汽车热泵空调仿真模型,并利用试验数据校核了模型的准确性。提出一种车用CO₂热泵空调系统,并建立CO₂热泵空调的仿真模型。CO₂热泵空调模型仿真研究的结果为:压缩机出口压力先随压缩机转速的升高而升高,之后趋于稳定,系统从亚临界工况过渡到跨临界工况,在跨临界工况下,系统最高压力为7.5MPa。亚临界工况下热泵空调系统存在最优高压侧压力,可通过调节节流管的横截面积使系统运行在最优高压侧压力下。随着CO₂充注量的增加,压缩机出口压力、压缩机功耗、制热量均先增大后趋于稳定,最佳充注量在400g左右。对比CO₂和R134a两种热泵空调系统的结构参数以及性能参数,结果表明:CO₂热泵空调系统体积与R134a系统相当,不会过多占用车内空间。CO₂热泵空调系统的制热量远大于R134a系统,且两种系统的制热系数COP相差不大,在制热方面,CO₂热泵空调系统相比R134a系统具有较大优势。最后,本文设计一款以温差和温差变化率为输入,PWM占空比为输出的模糊控制器。利用Simulink与AMESim的联合仿真,建立了具有自动控制功能的CO₂电动汽车热泵空调系统,仿真结果表明,模糊控制器控制效果良好,对外界干扰具有良好的响应,同时热泵系统具有较好的制热性能。