電動空調在汽車領域的應用解析

朱元成　熊偉國　吳群

摘 要：截至目前，電動空調在汽車行業的應用非常有限。幾乎所有的汽車空調依然采用發動機作為動力來源，靠皮帶傳輸帶動壓縮機工作。但隨著汽車行業的深入發展，尤其是駐車空調的需求日益明顯，同時伴隨光伏太陽能技術的日漸成熟，電動空調尤其是電動駐車空調（結合光伏太陽能使用可成為太陽能直流駐車空調）勢必在未來汽車行業占據一席之地。

關鍵詞：電動空調；駐車空調；貨車空調；太陽能空調；酷凌時代

現有的汽車空調用的壓縮機均采用發動機皮帶輪帶動，其工藝成熟，成本低廉，且因為采用發動機帶動，功率十分強勁，因而制冷量足。眾所周知，汽車可謂是一個十足的鐵疙瘩，當車內開啟空調時，自身散熱非常快，所以對制冷量的需求相對較大。現有的汽車空調可以滿足用戶在絕大多數情況下的使用。但是隨著汽車行業的深入發展，現有汽車空調的諸多弊病也表現的非常明顯：因壓縮機由發動機帶動，勢必大大影響汽車動力且增加油耗；同時因其采用發動機帶動，在停車時將無法使用，這給汽車司機在停車等待過程中添加了無窮的煩惱。

由于現有的汽車空調的上述弊端，推動了電動空調在汽車行業的發展，尤其在光伏太陽能大力發展的今天，電動汽車空調的需求也應運而生。任何汽車都帶有用于發動機點火、車內控制等的蓄電池，而蓄電池在汽車運行的過程中是可以通過汽車發動機為其充電的，甚至可以通過車頂布置太陽能板而通過光伏太陽能充電（當然，為了保險起見，另配獨立蓄電池將是更好的選擇），因此可以嘗試開發直接用蓄電池驅動的直流汽車空調，來彌補現有汽車空調的不足。

對于汽車自帶蓄電池的應用其實由來已久，最典型的例子就是車載冰箱的發明和普及。那又是什么導致直流汽車空調遲滯不前呢？究其原因，作者認為主要有以下幾點：

（1）汽車空調多少牽涉汽車改裝問題。眾所周知，車載冰箱作為一個獨立體，用戶只需將其放在后備箱，插上點煙器的電源即可使用，無需任何汽車改裝。但汽車空調不一樣，空調一定要考慮戶外機的散熱問題，同時要考慮室內機內部的空氣循環問題，這是我們普通用戶，甚至是一般的汽車修理廠都很難改裝的問題。因而電動汽車空調的發展勢必需要汽車制造廠的推動。而從商業化的角度上說，汽車制造廠卻未必會大膽的對一個既定的工藝成熟、成本低廉的方案做更新和升級。

（2）前文已述，由于汽車是一個全金屬的鐵疙瘩，日常行駛過程中，又多處于太陽暴曬環境下，同時汽車行駛中車體表面的空氣對流非常快，這些都導致車體導熱非常快，因而汽車空調對制冷量的要求非常大，甚至遠遠高于一個小房間所需的1P甚至1.5P的空調。這就導致汽車空調一定要功率很大，而據我們所知，車載蓄電池通常的電壓是DC 12V或DC 24V，這樣的低電壓若要提供幾千瓦的功率，空調系統自身的電功耗也勢必非常高，從安全和蓄電池的使用要求等方面考慮，這也是汽車使用中所不允許的。

（3）如上述第二點所說，低壓直流電需提供很大的功率用于空調系統，空調壓縮機的電流將會非常大，如1200W的發動機如果用DC 12V的蓄電池供電，電流將高達100A。目前市售的可以達到如此大電流的小電壓壓縮機幾乎沒有，也極不成熟。

由于上述種種原因，導致了直流汽車空調的發展遲滯不前。但在國家大力提倡新能源，大力倡導低碳減排的今天，如何才能推動電動汽車空調的發展呢？作者的公司致力于微小型制冷產品的開發，鑒于對制冷的理解，提出以下發展規劃：

（1）從易改裝的貨車入手，以市場為導向，推動電動空調的發展。上文提到，電動汽車空調的發展制約有一個很重要的原因就是改裝的問題，那么相對而言，小汽車的改裝很困難，而貨車的改裝相對簡單很多，可以將空調分為室內機和室外機兩個部分，室內機放置在車廂內部，室外機外掛車廂外面。從安裝的角度先解決了可行性問題，當該方法在市面是上推開以后，自然而然會倒逼刺激車廠的改革和更新。

（2）由剛需入手，逐步深入和細化。前文已提出從易于改裝的貨車開始，而且我們還要從貨車的駐車電動空調著手。貨車司機在裝卸貨或者休息時，一般必須留在車內，而此時車子是停止的，無需發動，如果沒有空調，人在車內勢必難以承受。如果開啟車子的自帶空調就必須啟動車子，而大貨車的油耗非常之高，就會造成高昂的成本。這一領域就是我們所說的剛需，也即大貨車的電動駐車空調。在推進該產品后，更進一步可以根據實際的冷量需求逐步細化深入。

（3）從改裝車市場入手，逐步深入到車廠。根據我司接觸的一些客戶反饋信息而言，目前最亟待解決的包括：貨車司機電動駐車空調問題、商務車司機在等人階段的電動駐車空調問題。這兩個方面均來源于改裝車廠的詢盤，而我們也相信改裝車廠有能力配合改進和完善電動駐車空調的開發。

（4）深入與壓縮機廠的合作，針對性地開發相關的電動壓縮機，推進行業的發展。前文已述，現有的汽車廠無法找到合適的電動壓縮機也是阻礙電動駐車空調發展的原因之一。因為和壓縮機廠家的深入合作將從根源上推進電動駐車空調的發展。

（5）深入研究汽車空調，改變傳統觀念，從根本上推進電動駐車空調的發展。前文已述，遲滯電動駐車空調發展的一個最主要原因就是汽車空調的功耗要求很高，因為汽車是一個鐵疙瘩，其自身散熱非常快。也就是說，汽車空調所產生的冷量大部分都是用在了對抗自然散熱，只有很小一部分用于給人體降溫。我司代理美國Aspen公司生產的微型壓縮機，了解到Aspen公司為美國軍方開發人體降溫系統的過程中提出了“微環境降溫”的概念，即有針對性的對人體所需的局部降溫，而不需對整個大空間降溫。如此將大大降低制冷量需求，或許這樣才能真正推動電動汽車空調的發展。