淺談新能源汽車空調系統技術

魏國強　高蘭芳

【摘 要】隨著《節能與新能源汽車產業發展規劃》的正式出臺，標準著我國新能源汽車發展邁入了新的征程。與傳統汽車相比，新能源汽車無論是在驅動方式以及控制方式等方面均與傳統燃油汽車有著較大額度差別。本文從當前我國新能源汽車空調系統技術的發展現狀出發，深入的論述了新能源汽車空調系統技術，并在此基礎上提出了我國新能源汽車空調系統技術未來的發展方向，希望能夠為新能源汽車空調系統技術研究工作提供新的參考思路，從而提升我國新能源汽車空調系統技術水平。

【關鍵詞】新能源汽車；空調系統；技術

中圖分類號： U463.851 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）35-0035-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.015

眾所周知，汽車空調系統作為調節汽車內部溫度以及空氣的重要裝置之一，汽車空調系統技術水平將直接的影響到汽車內部溫度以及空氣的調節成效。隨著我國新能源汽車產業不斷的走向成熟，使得新能源汽車的研發技術水平得到了迅猛的發展，這種發展的態勢為未來的汽車發展指引了明確的發展新方向，如何在推動新能源汽車的研發技術水平不斷攀升的基礎上，確保新能源汽車的使用功能以及實用功能均能夠得到滿足已成為當前新能源汽車研究相關工作人員需要重點關注的問題之一。在這一背景下，如何提升新能源汽車空調系統的有效運用水平將成為重點研究項目之一，實際上，傳統燃油汽車的空調系統與新能源汽車的空調系統存在著明顯的差異性，新能源汽車空調系統研究相關工作人員應當重新加強對于新能源汽車空調系統的結構設計工作，從而在確保新能源汽車空調舒適性得到滿足的基礎上，推動我國新能源汽車行業的健康發展。

1 當前我國新能源汽車空調系統技術的發展現狀闡述

車輛壓縮機、車輛膨脹閥、車輛蒸發器、車輛冷凝器、車輛儲液罐、空調控制系統以及空調管路系統共同構成了傳統燃油汽車空調的主要結構，其中，傳統燃油汽車空調的能耗情況主要受到來自于車輛壓縮機以及車輛冷凝器的限制，然而，傳統燃油汽車空調系統主要采取的是由車輛發動機直接提供運轉動力的方式，在這個過程中車輛發動功率往往會產生約為20%的能耗，但是與之相對的是效率轉化值卻明顯低于40%。如何有效的降低傳統燃油汽車空調系統在使用過程中的能耗，并在此基礎上突破現有的效率轉化值，已成為當前傳統燃油汽車空調系統研究相關工作人員關注的焦點。

與此同時，我國新能源汽車空調系統的技術是在傳統燃油汽車空調系統的基礎上發展而來的，這就意味著我國新能源汽車空調系統的運作結構與傳統燃油汽車空調系統的運作結構有一定程度的相同。通常來說，新能源汽車電動壓縮機、新能源汽車膨脹閥、新能源汽車空調主機（蒸發器、加熱器、溫度風門執行器、模式風門執行器、內外循環風門、鼓風器、蒸發器溫度傳感器）、新能源汽車冷凝器、新能源汽車傳感器以及新能源汽車管路系統共同構成了新能源汽車空調系統。與眾不同的是，傳統燃油汽車空調系統僅僅只需要確保其車輛的制冷功能即可，但是新能源汽車空調系統不僅需要滿足新能源汽車的制冷需要，還要足新能源汽車的制熱需要。由于新能源汽車空調系統的主要運作動力源自于電動機，其能量來源取自于動力電池，這就使得新能源汽車空調系統研究相關工作人員為了確保新能源汽車空調系統的制熱模式能夠同時滿足PTC加熱和電熱管加熱的兩種模式的需求，往往會采取直接利用蓄電池供電帶動電動壓縮機運轉的方式。雖然，與無刷永磁直流電動機相比，電動壓縮機的電子控制單元具有設計結構簡單、制冷效率較高以及電子控制單元體積小的特點，但是恰恰是電動壓縮機本身所特有的優勢限制了新能源汽車空調系統的制熱效率。特別是在北方地區，新能源汽車空調系統為了滿足制熱的需求，往往將損耗大約50%的續航里程。

2 當前我國新能源汽車空調系統技術闡述

2.1 熱泵式空調系統技術闡述

所謂的熱泵式空調系統技術指的是確保新能源汽車空調系統在運轉時能夠達到3成以上的制熱能效比例的目標基礎上從而滿足新能源汽車內部的空調溫度調控需求。實際上，熱泵式空調系統技術十分切合當前我國新能源汽車空調系統技術的發展模式，這是因為熱泵式空調系統技術主要采取電動壓縮設備作為新能源汽車空調系統的動力來源，能夠滿足獨立地為新能源汽車空調系統的正常運轉提供能源的需求，有效的提升了新能源汽車空調系統的運轉效率的同時，大幅度的降低了對于新能源汽車續航能力的影響。與此同時，熱泵式空調系統技術主要以雙路空氣流動的原理作為其技術的核心，熱泵式空調系統技術在使用的過程能夠將流動的雙路空氣風道被熱泵式空調系統技術中的擋板隔開，一旦新能源汽車空調系統在運轉的過程中引入外部的空氣進入風道時，熱泵空調系統技術所設置的熱能感應裝置將會感應到外部的空氣，從而在極短的實際內加熱新能源汽車內部的空氣溫度，進而將外部的空氣從門窗附近流出。除此之外，熱泵式空調系統技術不僅僅能夠加快新能源汽車內部的空氣流通速度，還能夠確保新能源汽車的門窗能夠在處于低溫的狀態下迅速的完成除霜工作，這是因為熱泵式空調系統技術能夠在短時間內將新能源汽車內部的空氣迅速的完成加熱工作，并利用新能源汽車的下部完成新能源汽車內部空氣的釋放工作，從而有效的控制新能源汽車內部的溫度，確保新能源汽車內部能夠處于舒適的狀態。

由于熱泵式空調系統技術能夠以最低的能耗迅速的完成新能源汽車內部溫度的調節工作，這就使得新能源汽車空調系統研究相關工作人員往往會將熱泵式空調系統技術納入到新能源汽車空調系統當中。特別是在低溫天氣，當外界的溫度處于-12℃時，裝備了熱泵式空調系統技術的新能源汽車能夠在短時間內將新能源汽車內部的溫度調整至人們舒適的溫度狀態，即26℃左右，從而達到了保證新能源汽車的舒適程度的標準。實際上，熱泵式空調系統技術的正常運轉往往離不開PTC加熱裝置以及太陽能輔助，其中，PTC加熱裝置作為具有強加熱能力的新能源汽車空調輔熱裝置，借助于PTC加熱裝置中的TC熱敏電阻元件，能夠確保新能源汽車在處于低溫天氣時也能夠迅速的完成新能源汽車內部的加熱工作。然而，新能源汽車空調系統研究相關工作人員應當謹慎合理的運用PTC加熱裝置，這是因為PTC加熱裝置在正常運轉的過程中往往會消耗新能源汽車的電能，從而大幅度的降低了新能源汽車的續航能力。新能源汽車空調系統研究相關工作人員在使用太陽能輔助熱泵技術時，應當合理的規劃太陽能電池板的布局，借助于陽能電池板所產生的電能從而作為新能源汽車空調系統的輔助能源之一，不僅有效的提升了新能源汽車空調系統的運轉效率，還大幅度的延長了新能源汽車的實際續航能力。

2.2 燃料電池余熱利用技術闡述

與熱泵式空調系統技術相比，燃料電池余熱利用技術更加的貼合現階段我國新能源汽車空調系統技術的發展趨勢，燃料電池余熱利用技術能夠在提升新能源汽車空調系統中能源利用效率的基礎上，降低新能源汽車的能源損耗。通常來說，燃料電池往往由燃料以及氧化劑所構成，通過燃料以及氧化劑之間所產生的化學作用從而作為新能源汽車空調系統的主要動力來源，燃料以及氧化劑所產生的化學作用能夠使燃料電池轉化率提升到55%-65%的范圍內，在這種過程中燃料電池余熱利用技術還能夠二次利用所留下的溫水、蒸汽以及廢熱，從而有效的提升了燃料電池的可持續使用能力。然而，新能源汽車空調系統研究相關工作人員應當控制好燃料電池的溫度，一旦燃料電池處于高溫的狀態時，那么需要更加合理的利用燃料電池所產生的余熱。實際上，燃料電池作為新能源汽車空調系統的主要動力來源之一，不僅能夠有效的降低新能源汽車空調系統的運行成本，凸顯了新能源汽車的經濟性，還能夠有效的提升新能源汽車空調系統的使用率。在新能源汽車的實際運用中，燃料電池余熱利用技術將會控制新能源汽車空調系統的閥門，待新能源汽車的發動機啟動以后，燃料電池的散熱裝置將會對新能源汽車空調系統進行調控，并收集燃料電池在運轉過程中所產生的冷卻水，并及時處理冷卻水，從而獲取所需要的余熱。

3 我國新能源汽車空調系統技術未來的發展方向闡述

可預見，我國新能源汽車空調系統技術未來的發展方向主要圍繞著高效控制以及節能環保這兩個目的。在空調控制方面，由于傳統燃油汽車的空調系統主要以ECU電控系統加“變排量控制”為主，這就使得傳統燃油汽車的空調系統的運作效率要高于新能源汽車的空調系統運作效率，目前我國新能源汽車的空調系統主要以電動壓縮機作為主要的驅動力，實際上，目前大部分的新能源汽車的主機廠已經將交流變頻電動壓縮機作為主要的研究項目，通過模仿家用空調的控制模式從而使新能源汽車的空調系統實現變頻控制。與此同時，熱泵式空調系統技術的應用研究將會越來越深入，這是因為熱泵式空調系統技術的存在能夠有效的提升熱交換的速率，在此基礎上降低新能源汽車的續航里程壓力。雖然，熱泵式空調系統技術具有其他新能源汽車的空調系統所沒有的有點，但是新能源汽車空調系統研究相關工作人員應當結合新能源汽車的整車性能基礎上，匹配新能源汽車的空調系統技術，要重點關注新能源汽車的續駛里程以及最高車速，從而篩選出最合適的新能源汽車的空調系統技術。

4 結束語

綜上所述，新能源汽車空調系統研究相關工作人員應當重點關注我國新能源汽車空調系統技術未來的發展方向，深入的研究熱泵式空調系統技術以及燃料電池余熱利用技術，并在此基礎上結合新能源汽車整合的實際需求選擇出符合標準的新能源汽車空調系統技術。

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