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摘要：隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)深入推進，不僅推動了空調(diào)系統(tǒng)技術發(fā)展步伐，并且使用效益更加顯著。新能源汽車應用的空調(diào)系統(tǒng)主要包括余熱利用空調(diào)與熱泵式空調(diào)系統(tǒng)兩種，無論是在壓縮機類型上，還是在制冷制熱系統(tǒng)形式上，以及蒸發(fā)器、冷凝器等方面，都存在較大差異。但對空調(diào)系統(tǒng)安全性、可靠性等方面的追求都是不變的，以確保駕駛室舒適度與穩(wěn)定性。

關鍵詞：新能源汽車；空調(diào)系統(tǒng)；熱泵

新能源汽車項目起步晚，且發(fā)展處于摸索實踐階段，整車結構及系統(tǒng)仍有較大的完善空間。尤其是空調(diào)技術發(fā)展仍面臨著電池造價高、設計工藝水平低、電池過熱，以及內(nèi)部零件碰撞等問題，尤其是在高速行駛中，以此對空調(diào)裝置結構與系統(tǒng)性能提出了更高的要求。空調(diào)系統(tǒng)技術的發(fā)展勢必會帶動項目產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，但目前首要的是攻克電池瓶頸，加大燃料電池，以及電動壓縮機研發(fā)力度，利用新型環(huán)保制冷，能夠進一步推動汽車工業(yè)改革。

1新能源車空調(diào)系統(tǒng)分析

1.1燃料電池余熱利用空調(diào)系統(tǒng)。燃料電池發(fā)電裝置能夠將化學能有效轉換為電能，借助燃料與氧化劑實現(xiàn)，轉化效率高，其余轉化為廢熱與溫水、蒸汽。燃料電池屬于動力源，利用能源效率比常規(guī)內(nèi)燃機高，但燃料電池出現(xiàn)過熱后，其性能、工作效率直接降低。對此，利用余熱為車輛供暖，其經(jīng)濟性、能量利用率明顯優(yōu)化。綜合考慮能源供應與性價比、生態(tài)環(huán)保等因素，研究結果表明氫是首選燃料。電解質(zhì)種類多樣，可分為熔融碳酸鹽類，以及固體氧化物類等，其中質(zhì)子交換膜燃料電池，工作電流相對較大，能量效率高，且可在數(shù)秒時間內(nèi)完成冷啟動，排出近80℃的廢熱，多以吸收式制冷空調(diào)系統(tǒng)為主，熱泵啟動熱源，以燃料電池冷卻液為主。對此，吸收式熱泵發(fā)動機輸出功率消耗低，熔液泵需消耗部分電能。同時吸收式熱泵，其總需求電能相比壓縮式熱泵高。為滿足城市公交與大巴空調(diào)制冷需求，加強了對吸收式制冷系統(tǒng)的創(chuàng)新，制冷劑以乙二醇和水為主，吸收劑以溴化鋰為主，吸收式制冷系統(tǒng)熱動力驅動，主要通過熱管理系統(tǒng)主管熱器，與制冷系統(tǒng)發(fā)生器的熱交換實現(xiàn)。主換熱器上設置旁通支路，并連接變頻水泵，當燃料電池熱量過高，且由空調(diào)制冷需求時，熱量能從旁通支路給予，確保燃料電池始終保持適宜溫度工況。同時電池輔助器與吸收器等電池熱管理系統(tǒng)器件的冷卻系統(tǒng)相同，車外風冷式換熱器與冷卻系統(tǒng)相通。燃料電池供暖系統(tǒng)的工作過程如下，截止閥打開后，使電池發(fā)動機處于工作狀態(tài)，控制電池散熱器，通過中間換熱器，實現(xiàn)冷卻液從發(fā)動機出口處流至進口處，由換熱器熱能沿著供暖管路持續(xù)向車內(nèi)提供熱風。1.2熱泵式空調(diào)系統(tǒng)。熱泵式壓縮機是由獨立式電機驅動，動力系統(tǒng)驅動電機，以及電動壓縮機是由電池組供電，不會影響汽車運行安全性，同時也不會受到汽車運行的干擾。熱泵式空調(diào)系統(tǒng)應用后，從車內(nèi)頂部吸入新鮮空氣，空氣加熱后，在擋風玻璃內(nèi)完成除霜處理，并吹出熱氣，即在內(nèi)部處理后由風道左右兩側吹出。不僅節(jié)省能耗，同時解決了車內(nèi)濕度大，空氣循環(huán)起霜等問題，確保汽車行駛安全性及舒適性。電動汽車熱泵式空調(diào)系統(tǒng)由蒸發(fā)器完成除霜工作，由冷凝器提高空氣溫度，最后向車內(nèi)提供熱氣，規(guī)避了結霜現(xiàn)象，不會影響汽車安全駕駛。在其基礎上，電子膨脹閥受步進電動機驅動，合理控制閥門開度、制冷劑流量，以及出口空氣溫度等。制冷系統(tǒng)適用于40℃環(huán)境溫度、50%相對濕度、27℃車室溫度的環(huán)境條件，系統(tǒng)性能方面，1kW能耗，能夠獲取2.9kW制冷量。制熱系統(tǒng)適用于25℃車室溫度、-10℃環(huán)境溫度，系統(tǒng)性能方面，1kW能耗，能夠獲取2.3kW制冷量。當處于低溫工況時，PTC熱敏電阻可發(fā)揮功用，能夠完成加熱處理，并控制空調(diào)制熱效率，同時完成除霜工作。PTC加熱裝置，可通過車載蓄電池獲取直流電，安裝離心式風機，或軸流式風機，加強風道合理設計，可確保PTC發(fā)熱器周圍風速均勻，切實發(fā)揮裝置發(fā)熱性能。PTC元件的消耗功率與進出風口的風速、溫度密切相關，發(fā)熱量與風速呈正相關。

2汽車空調(diào)系統(tǒng)比較

傳統(tǒng)汽車空調(diào)的壓縮機類型，包括往復式、搖擺式、斜盤式三種。新能源汽車空調(diào)的壓縮機類型，包括往復式、旋葉式、渦旋式三種。傳統(tǒng)汽車空調(diào)，其壓縮機結構，以開啟式為主；新能源汽車，其空調(diào)壓縮機結構，涉及半封閉式，與全封閉式兩種。兩種汽車的蒸發(fā)器與冷凝器類型基本一致，相比普通汽車空調(diào)，新能源汽車空調(diào)制熱系統(tǒng)，除蒸汽壓縮式外，還包括了一種吸收式。尤其是全封閉、渦旋式壓縮機，制冷系數(shù)大幅度提高，功率與質(zhì)量顯著下降。普通汽車空調(diào)制冷，通過蒸汽壓縮制冷，以冷卻液為制熱熱源，當發(fā)動機冷卻液處于溫度較高狀態(tài)時，由系統(tǒng)熱交換器，實現(xiàn)空氣熱交換，從而實現(xiàn)車內(nèi)供暖。新能源汽車空調(diào)，以熱泵式、電加熱、燃料電池余熱完成供暖。同時新能源汽車制冷量，能夠隨時調(diào)節(jié)參數(shù)，如空氣溫度等，不受車輛行駛影響，且噪聲小，確保了乘客舒適度。而電動壓縮機驅動效率高，且壽命長，噪聲小，發(fā)動機、壓縮機傳動裝置取消，汽車結構得到簡化。在空調(diào)制冷劑方面，新能源汽車將二氧化碳作為制冷劑，成本低且無毒無害，基于超臨界循環(huán)角度分析，制冷量大，壓縮機體積小，傳熱性能佳，交換器體積小，系統(tǒng)結構緊湊等優(yōu)勢。

3總結

新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)汽車既有優(yōu)勢也存在不足，未來汽車空調(diào)系統(tǒng)技術發(fā)展還需加大對電池過熱、電池循環(huán)壽命等方面的技術突破，確保電池冷卻系統(tǒng)能夠使電池始終在最佳工況下完成供電等工作。在汽車行駛中，系統(tǒng)不可避免的會出現(xiàn)振動與沖擊現(xiàn)象，還需加強對系統(tǒng)零部件氣密性與強度等方面的優(yōu)化研究。

參考文獻：

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[2]王旭東,鄭振.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術分析[J].企業(yè)技術開發(fā),2016,35(11):7-8.

作者:朱之冬 單位:浙江吉利新能源商用車研究院有限公司