魏國強(qiáng)　高蘭芳

【摘 要】隨著《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的正式出臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)著我國新能源汽車發(fā)展邁入了新的征程。與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車無論是在驅(qū)動(dòng)方式以及控制方式等方面均與傳統(tǒng)燃油汽車有著較大額度差別。本文從當(dāng)前我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，深入的論述了新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上提出了我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)未來的發(fā)展方向，希望能夠?yàn)樾履茉雌嚳照{(diào)系統(tǒng)技術(shù)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(diào)系統(tǒng)技術(shù)水平。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車；空調(diào)系統(tǒng)；技術(shù)

中圖分類號(hào)： U463.851 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）35-0035-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.015

眾所周知，汽車空調(diào)系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)汽車內(nèi)部溫度以及空氣的重要裝置之一，汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)水平將直接的影響到汽車內(nèi)部溫度以及空氣的調(diào)節(jié)成效。隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)不斷的走向成熟，使得新能源汽車的研發(fā)技術(shù)水平得到了迅猛的發(fā)展，這種發(fā)展的態(tài)勢(shì)為未來的汽車發(fā)展指引了明確的發(fā)展新方向，如何在推動(dòng)新能源汽車的研發(fā)技術(shù)水平不斷攀升的基礎(chǔ)上，確保新能源汽車的使用功能以及實(shí)用功能均能夠得到滿足已成為當(dāng)前新能源汽車研究相關(guān)工作人員需要重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。在這一背景下，如何提升新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的有效運(yùn)用水平將成為重點(diǎn)研究項(xiàng)目之一，實(shí)際上，傳統(tǒng)燃油汽車的空調(diào)系統(tǒng)與新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)存在著明顯的差異性，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)研究相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)重新加強(qiáng)對(duì)于新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，從而在確保新能源汽車空調(diào)舒適性得到滿足的基礎(chǔ)上，推動(dòng)我國新能源汽車行業(yè)的健康發(fā)展。

1 當(dāng)前我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀闡述

車輛壓縮機(jī)、車輛膨脹閥、車輛蒸發(fā)器、車輛冷凝器、車輛儲(chǔ)液罐、空調(diào)控制系統(tǒng)以及空調(diào)管路系統(tǒng)共同構(gòu)成了傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)的主要結(jié)構(gòu)，其中，傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)的能耗情況主要受到來自于車輛壓縮機(jī)以及車輛冷凝器的限制，然而，傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)主要采取的是由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)直接提供運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力的方式，在這個(gè)過程中車輛發(fā)動(dòng)功率往往會(huì)產(chǎn)生約為20%的能耗，但是與之相對(duì)的是效率轉(zhuǎn)化值卻明顯低于40%。如何有效的降低傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)在使用過程中的能耗，并在此基礎(chǔ)上突破現(xiàn)有的效率轉(zhuǎn)化值，已成為當(dāng)前傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)研究相關(guān)工作人員關(guān)注的焦點(diǎn)。

與此同時(shí)，我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)是在傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，這就意味著我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作結(jié)構(gòu)有一定程度的相同。通常來說，新能源汽車電動(dòng)壓縮機(jī)、新能源汽車膨脹閥、新能源汽車空調(diào)主機(jī)（蒸發(fā)器、加熱器、溫度風(fēng)門執(zhí)行器、模式風(fēng)門執(zhí)行器、內(nèi)外循環(huán)風(fēng)門、鼓風(fēng)器、蒸發(fā)器溫度傳感器）、新能源汽車?yán)淠鳌⑿履茉雌噦鞲衅饕约靶履茉雌嚬苈废到y(tǒng)共同構(gòu)成了新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)。與眾不同的是，傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)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(diào)系統(tǒng)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(diào)系統(tǒng)的主要運(yùn)作動(dòng)力源自于電動(dòng)機(jī)，其能量來源取自于動(dòng)力電池，這就使得新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)研究相關(guān)工作人員為了確保新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的制熱模式能夠同時(shí)滿足PTC加熱和電熱管加熱的兩種模式的需求，往往會(huì)采取直接利用蓄電池供電帶動(dòng)電動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的方式。雖然，與無刷永磁直流電動(dòng)機(jī)相比，電動(dòng)壓縮機(jī)的電子控制單元具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、制冷效率較高以及電子控制單元體積小的特點(diǎn)，但是恰恰是電動(dòng)壓縮機(jī)本身所特有的優(yōu)勢(shì)限制了新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的制熱效率。特別是在北方地區(qū)，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)為了滿足制熱的需求，往往將損耗大約50%的續(xù)航里程。

2 當(dāng)前我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)闡述

2.1 熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)闡述

所謂的熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)指的是確保新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠達(dá)到3成以上的制熱能效比例的目標(biāo)基礎(chǔ)上從而滿足新能源汽車內(nèi)部的空調(diào)溫度調(diào)控需求。實(shí)際上，熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)十分切合當(dāng)前我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展模式，這是因?yàn)闊岜檬娇照{(diào)系統(tǒng)技術(shù)主要采取電動(dòng)壓縮設(shè)備作為新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)力來源，能夠滿足獨(dú)立地為新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供能源的需求，有效的提升了新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率的同時(shí)，大幅度的降低了對(duì)于新能源汽車?yán)m(xù)航能力的影響。與此同時(shí)，熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)主要以雙路空氣流動(dòng)的原理作為其技術(shù)的核心，熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)在使用的過程能夠?qū)⒘鲃?dòng)的雙路空氣風(fēng)道被熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)中的擋板隔開，一旦新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中引入外部的空氣進(jìn)入風(fēng)道時(shí)，熱泵空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)所設(shè)置的熱能感應(yīng)裝置將會(huì)感應(yīng)到外部的空氣，從而在極短的實(shí)際內(nèi)加熱新能源汽車內(nèi)部的空氣溫度，進(jìn)而將外部的空氣從門窗附近流出。除此之外，熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)不僅僅能夠加快新能源汽車內(nèi)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(tài)下迅速的完成除霜工作，這是因?yàn)闊岜檬娇照{(diào)系統(tǒng)技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)將新能源汽車內(nèi)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(nèi)部空氣的釋放工作，從而有效的控制新能源汽車內(nèi)部的溫度，確保新能源汽車內(nèi)部能夠處于舒適的狀態(tài)。

由于熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)能夠以最低的能耗迅速的完成新能源汽車內(nèi)部溫度的調(diào)節(jié)工作，這就使得新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)研究相關(guān)工作人員往往會(huì)將熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)納入到新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中。特別是在低溫天氣，當(dāng)外界的溫度處于-12℃時(shí)，裝備了熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的新能源汽車能夠在短時(shí)間內(nèi)將新能源汽車內(nèi)部的溫度調(diào)整至人們舒適的溫度狀態(tài)，即26℃左右，從而達(dá)到了保證新能源汽車的舒適程度的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)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(qiáng)加熱能力的新能源汽車空調(diào)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(shí)也能夠迅速的完成新能源汽車內(nèi)部的加熱工作。然而，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)研究相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎合理的運(yùn)用PTC加熱裝置，這是因?yàn)镻TC加熱裝置在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中往往會(huì)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(xù)航能力。新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)研究相關(guān)工作人員在使用太陽能輔助熱泵技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理的規(guī)劃太陽能電池板的布局，借助于陽能電池板所產(chǎn)生的電能從而作為新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的輔助能源之一，不僅有效的提升了新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，還大幅度的延長了新能源汽車的實(shí)際續(xù)航能力。

2.2 燃料電池余熱利用技術(shù)闡述

與熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)相比，燃料電池余熱利用技術(shù)更加的貼合現(xiàn)階段我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，燃料電池余熱利用技術(shù)能夠在提升新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)中能源利用效率的基礎(chǔ)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(gòu)成，通過燃料以及氧化劑之間所產(chǎn)生的化學(xué)作用從而作為新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿碓?，燃料以及氧化劑所產(chǎn)生的化學(xué)作用能夠使燃料電池轉(zhuǎn)化率提升到55%-65%的范圍內(nèi)，在這種過程中燃料電池余熱利用技術(shù)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(xù)使用能力。然而，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)研究相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)控制好燃料電池的溫度，一旦燃料電池處于高溫的狀態(tài)時(shí)，那么需要更加合理的利用燃料電池所產(chǎn)生的余熱。實(shí)際上，燃料電池作為新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿碓粗唬粌H能夠有效的降低新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，凸顯了新能源汽車的經(jīng)濟(jì)性，還能夠有效的提升新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的使用率。在新能源汽車的實(shí)際運(yùn)用中，燃料電池余熱利用技術(shù)將會(huì)控制新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的閥門，待新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后，燃料電池的散熱裝置將會(huì)對(duì)新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，并收集燃料電池在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的冷卻水，并及時(shí)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(diào)系統(tǒng)技術(shù)未來的發(fā)展方向闡述

可預(yù)見，我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)未來的發(fā)展方向主要圍繞著高效控制以及節(jié)能環(huán)保這兩個(gè)目的。在空調(diào)控制方面，由于傳統(tǒng)燃油汽車的空調(diào)系統(tǒng)主要以ECU電控系統(tǒng)加“變排量控制”為主，這就使得傳統(tǒng)燃油汽車的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作效率要高于新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)作效率，目前我國新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)主要以電動(dòng)壓縮機(jī)作為主要的驅(qū)動(dòng)力，實(shí)際上，目前大部分的新能源汽車的主機(jī)廠已經(jīng)將交流變頻電動(dòng)壓縮機(jī)作為主要的研究項(xiàng)目，通過模仿家用空調(diào)的控制模式從而使新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變頻控制。與此同時(shí)，熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用研究將會(huì)越來越深入，這是因?yàn)闊岜檬娇照{(diào)系統(tǒng)技術(shù)的存在能夠有效的提升熱交換的速率，在此基礎(chǔ)上降低新能源汽車的續(xù)航里程壓力。雖然，熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)具有其他新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)所沒有的有點(diǎn)，但是新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)研究相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合新能源汽車的整車性能基礎(chǔ)上，匹配新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)，要重點(diǎn)關(guān)注新能源汽車的續(xù)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(diào)系統(tǒng)技術(shù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)研究相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注我國新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)未來的發(fā)展方向，深入的研究熱泵式空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)以及燃料電池余熱利用技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合新能源汽車整合的實(shí)際需求選擇出符合標(biāo)準(zhǔn)的新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)。

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