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按照欧盟立法(DIREVTIVE2006/40/EC)规定，2011年之后任何新开发的汽车空调系统不能使用GWP大于150的制冷剂，2017年之后，所有新生产的汽车将禁止使用GWP指数大于150的制冷剂。因此为了减少制冷剂对全球气候变暖的影响，对于一种新的制冷剂HFO-1234yf的研究迫在眉睫。本文从HFO-1234yf的热物性分析入手，再通过一维编程的方法建立HFO-1234yf制冷剂在微通道蒸发器和微通道冷凝器的模型，并将模型与两器的单体实验对比，得出相关结论。将一维仿真中得出的换热系数作为边界条件，通过有限元的方法对HFO-1234yf在微通道中的两相沸腾换热进行研究。通过在230K~360K的压力、密度、气液两相的焓熵测定值拟合并对比出各经验关联式，扩大了HFO-1234yf现有温度范围内符合精度要求的关联式。将其结果与REFPROP9.0进行对比，相对误差在0.35%之间。分别采用效能传热单元数法和平均温差法对HFO-1234yf制冷剂微通道蒸发器的数学模型进行描述。在本文计算采用的的6个传热关联式中，Chen的关联式对于计算HFO-1234yf的精度最高，其余5个传热关联式对于HFO-1234yf的换热计算适用性较差。对于HFO-1234yf制冷剂微通道蒸发器的一维仿真值与实验值的误差小于5%。采用类似的计算方法与流程对HFO-1234yf制冷剂微通道冷凝器一维仿真。对比Cavallini等人的两相冷凝传热关联式得适用性。对HFO-1234yf制冷剂进行验证性实验，包括蒸发器单体实验和冷凝器单体实验，验证一维仿真结果的可靠性。同时按照制冷剂的开发步骤进行HFO-1234yf制冷剂微通道汽车空调系统的整体台架实验、HFO-1234yf与R134a整车制冷性能对比实验、HFO-1234yf制冷剂密封件兼容实验以及HFO-1234yf制冷剂微通道汽车空调系统耐久性实验。HFO-1234yf制冷剂蒸发器的制冷能力普遍降低，尤其是在蒸发器入口温度较高（35℃）的情况下，制冷能力降低5%-8%，在其余工况下HFO-1234yf制冷剂蒸发器制冷能力与R134a制冷剂蒸发器制冷能力差异小于3%，相对于R134a制冷剂的冷凝器散热能力可提高1%-6%。在直接替换HFO-1234yf制冷剂的系统台架制冷性能试验中，HFO-1234yf制冷剂的制冷能力最大下降8%，标准工况下下降4%左右，HFO-1234yf制冷剂系统的过热度普遍偏高1-2℃左右，改进系统后，在标准工况下（蒸发器温度27℃，冷凝器温度35℃），系统调整膨胀阀过热度一致后，HFO-1234yf制冷剂的系统制冷能力提高了2%，HFO-1234yf制冷剂的制冷能力可达到R134a制冷剂制冷能力的98.9%，两者相差不大。在其它工况下，两者的制冷能力也相差在4%以内。本文采用有限元软件分别对HFO-1234yf和R134a微通道蒸发器模型进行分析，选用多孔介质传热模块，非等温流模块，以及相变传热模块，模型采用变形几何，增加拉格朗日算子。与R134a制冷剂蒸发器相比，HFO-1234yf制冷剂蒸发器的温度分布不均匀区域的面积更大。