晏利民

摘要：新能源汽車是當(dāng)前國家大力推廣的新型汽車。由于對環(huán)境污染小，受到了人們的一致認可。在新能源汽車中，電動壓縮機技術(shù)是重點也是關(guān)鍵，本文將進行介紹。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；壓縮機；應(yīng)用

電動壓縮機是新能源汽車的主要耗能部件，其效能將對整機的耗能產(chǎn)生重要影響。

一、新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)

當(dāng)今，新能源汽車為環(huán)境污染和能源短缺提供了解決途徑。但是新能源汽車的成功還需要面對很多問題，特別是電池能量密度不足問題是目前阻礙電動車推廣的頭號難題。電動車因為沒有了傳統(tǒng)的發(fā)動機結(jié)構(gòu)，因此無法再采取使用發(fā)動機通過皮帶輪為空調(diào)壓縮機提供動力的模式，即便驅(qū)動源改為電動機也由于其效率低下而不被采用。因此帶電動壓縮機的空調(diào)系統(tǒng)被裝配到了新能源汽車上。能源汽車空調(diào)制熱采用熱泵運行方式解決，這是未來發(fā)展的理想模式，但是由于目前冷媒技術(shù)發(fā)展限制，多采用PTC或者熱泵+PTC結(jié)合方式實現(xiàn)

二、電動壓縮機選型策略

上汽大通V80- APU新能源汽車是以電池組加小發(fā)動機為動力源的新能源汽車。因其發(fā)動機無法提供滿足空調(diào)壓縮機要求的傳動比，即皮帶輪式壓縮機難以與上汽大通V80- APU新能源汽車進行匹配，轉(zhuǎn)而選用電力驅(qū)動的壓縮機[1]。其中電力驅(qū)動的壓縮機主要分為兩類，其一是全電動壓縮機，僅由電力驅(qū)動，按驅(qū)動方式又分為獨立式和非獨立式；其二是混合驅(qū)動壓縮機，由發(fā)動機和電機混合驅(qū)動壓縮機，可以在發(fā)動機驅(qū)動模式和電力驅(qū)動模式之間切換，節(jié)省汽車能耗。

三、電動壓縮機選型驗證

上汽大通V80- APU新能源汽車（滿載5人）采用單空調(diào)系統(tǒng)，制冷量為4.8Kw，其制冷系統(tǒng)由冷凝器、儲液干燥劑、電動壓縮機、風(fēng)機總成、空調(diào)總成（含蒸發(fā)器/膨脹閥），以及冷媒管路組成。為進一步驗證電動壓縮機與上汽大通V80- APU新能源汽車的匹配度，需對系統(tǒng)制冷量、乘員艙內(nèi)噪聲試驗分析。

1、V80- APU?？照{(diào)系統(tǒng)制冷量臺架試驗電動壓縮機產(chǎn)品種類繁多，從現(xiàn)有的電動壓縮機產(chǎn)品中選擇了兩款電動壓縮機作為研究對象。一款是E66電動壓縮機，排量66cc；另外一款GEN2電動壓縮機，壓縮機排量33cc。制冷系統(tǒng)臺架試驗的環(huán)境為：蒸發(fā)器側(cè)干球溫度（27±0.5）℃，濕球溫度（19.5±0.5）℃，冷凝器側(cè)干球溫度（35±0.5）℃。系統(tǒng)試驗結(jié)果顯示：E66電動壓縮機，在V80- APU空調(diào)系統(tǒng)中，當(dāng)電動壓縮機轉(zhuǎn)速為4500rpm時，系統(tǒng)最大制冷量為6.65Kw，耗電量為4.2Kw；GEN2電動壓縮機，在V80- APU空調(diào)系統(tǒng)中，當(dāng)電動壓縮機轉(zhuǎn)速為6000rpm，系統(tǒng)制冷量為5.33Kw，耗電量為2.16Kw。系統(tǒng)臺架試驗顯示：兩款電動壓縮機均能滿足V80- APU空調(diào)制冷要求，單位制冷量耗電量GEN2優(yōu)于E66。

2、乘員艙內(nèi)噪聲試驗。當(dāng)V80- APU的發(fā)動機不工作時，電動壓縮機將為最大的噪聲源，需對兩款電動壓縮機噪聲進行評估[2]。評估要求發(fā)動機靜止時，電動壓縮機轉(zhuǎn)速從1660rpm提升至6000rpm時，乘員艙內(nèi)主駕右耳處的噪聲不得超過目標(biāo)曲線。當(dāng)E66工作時，主駕右耳處的噪聲均在50dB以上，比目標(biāo)曲線高，如下圖中綠色曲線所示；而GEN2工作時，主駕右耳處的噪聲均低于目標(biāo)曲線。因此，GEN2電動壓縮機在噪聲方面GEN2優(yōu)于E66。

3、電動壓縮機選型結(jié)論。綜上所述，在滿足V80- APU空調(diào)制冷要求的情況下，單位制冷量耗電量GEN2優(yōu)于E66；在發(fā)動機處于靜止工況下，GEN2電動壓縮機在噪聲方面GEN2優(yōu)于E66。因此，上汽大通V80- APU新能源汽車選用GEN2電動壓縮機。

四、壓縮機轉(zhuǎn)速優(yōu)化與性能效果驗證

1、壓縮機轉(zhuǎn)速優(yōu)化。GEN2臺架測試數(shù)據(jù)顯示，電動壓縮機轉(zhuǎn)速在4000rpm轉(zhuǎn)速時，系統(tǒng)制冷量為4.188kw，耗電量為1.32Kw，COP為3.15；電動壓縮機轉(zhuǎn)速在5000rpm轉(zhuǎn)速時，系統(tǒng)制冷量為4.787kw，耗電量為1.74Kw，COP為2.75；電動壓縮機轉(zhuǎn)速在6000rpm轉(zhuǎn)速時，系統(tǒng)制冷量為 5.33kw，耗電量為2.16Kw，COP為2.47。GEN2在4000～6000rpm轉(zhuǎn)速時，其系統(tǒng)制冷量和耗電量數(shù)據(jù)。當(dāng)GEN2在轉(zhuǎn)速5000rpm時，空調(diào)系統(tǒng)制冷量為4.787kw。根據(jù)APU- V80的空調(diào)制冷量的需求，系統(tǒng)最大制冷量為4.8Kw，GEN2可完全滿足要求。在4000～6000rpm轉(zhuǎn)速時，空調(diào)系統(tǒng)COP趨勢。采用GEN2的空調(diào)系統(tǒng)運行COP隨著電動壓縮機轉(zhuǎn)速的提升反而下降，GEN2電動壓縮機高COP轉(zhuǎn)速區(qū)間在0～5000rpm。對于V80- APU空調(diào)系統(tǒng)而言，當(dāng)轉(zhuǎn)速>5000rpm時，制冷量不僅過剩，且系統(tǒng)處于低COP工況運行。為了使得空調(diào)系統(tǒng)處于高COP運行，需對GEN2電動壓縮機進行轉(zhuǎn)速控制。

2、限速后的性能效果驗證。為進一步驗證GEN2電動壓縮機限轉(zhuǎn)速后的效果，對V80- APU整車進行制冷能力的測試。根據(jù)本司電動車對制冷試驗要求，在環(huán)境艙內(nèi)進行制冷能力的測試。其中環(huán)境參數(shù)為：環(huán)境溫度38℃，相對濕度50%，日光照射強度1000w/m2，初始乘員艙內(nèi)頭部溫度為60℃；車速參數(shù)為：50公里/h行駛30分鐘，接著100公里/小時行駛30分鐘，最后怠速30分鐘。效果要求：汽車運行半小時內(nèi)，乘員艙內(nèi)呼吸點平均溫度應(yīng)低于20℃。實車的測試數(shù)據(jù)。實車的測試顯示：當(dāng)汽車處于50公里/h時速，行駛10分鐘后，車內(nèi)呼吸點的溫度從60℃將至25℃；當(dāng)行駛15分鐘后，車內(nèi)溫度將至22℃；當(dāng)行駛20分鐘時，車內(nèi)呼吸點溫度將至20℃；提前10分鐘將艙內(nèi)溫度將至試驗要求溫度。并在持續(xù)怠速30分鐘的時間內(nèi)，車內(nèi)呼吸點溫度持續(xù)保持在18℃左右的舒適溫度。所以，對GEN2電動壓縮機限速后，空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力滿足設(shè)計要求

五、結(jié)語

綜上所述，新能源汽車電動壓縮機的使用關(guān)系到汽車的整體性能，我們要做好壓縮機的技術(shù)控制，為新能源汽車的深入發(fā)展提供有利保障。

參考文獻

[1] 劉振全.渦旋式流體機械與渦旋壓縮機[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.33-34.

[2] 丁洪亮，劉明.新能源汽車電動渦旋壓縮機摩擦副的磨損分析與改善[J].裝備機械，2014，135（1）：41-47.