探索新能源汽车空调系统技术

周斌

摘 要：近年来，我国高度重视环境保护问题，鼓励各个行业发展新能源。从汽车领域来说，新能源汽车不断增加，《中国制造2025》将发展新能源汽车作为国家战略，在双积分政策的推动下，国内新能源汽车将呈井喷式发展。然而新能源汽车的发展，还面临着诸多技术挑战，需要加以完善和优化。因此，本文将对空调系统技术原理和实际应用进行深度分析，了解技术面临的问题，进行问题的深度研究有着重要的意义。现结合新能源汽车空调系统技术的应用实践，进行技术应用的分析与总结，共享给相关人员参考。

关键词：能源汽车;空调系统;技术分析

一、新能源电动汽车空调系统构成分析

新能源电动车的所具备的空调系统，主要运转依赖于电力驱动空调压缩机，高压电动机主要是由高压电动机带动的，与以往依托发动机皮带驱动压缩机工作有着显著不同。通常而言，电加热方式主要可以细分为以下两种：①以高压方式对类似传统空调与暖风系统中的冷却液进行加热，之后，借助循环的方式从而使暖风水箱获得热量。②以高压电驱动 PTC加热器为载体，对经过蒸发箱的空气进行加热，以此实现暖风。对 PTC加热器深入了解可知，其属于正温度系数热敏电阻范畴，在制造热源上具有突出作用。

二、新能源汽车与传统汽车空调系统的区别

由于新能源汽车没有发动机提供动力源，也没有冷却水提供废热，夏季时依靠空调制冷，在冬季采暖时还要依靠汽车空调，因此新能源汽车空调的温度调节范围要求更大。在冬季采暖时，普遍采用的是PTC（正温度系数）加热装置来直接加热空气，或者采用加热管加热的模式，能量都直接取自动力电池。为了保持车厢内的温度，空调系统工作时间长，消耗大量电能，导致汽车的续航能力极大的减少，浪费了大量高品質的能量。新能源汽车空调系统是新能源汽车上能耗最大的附带部件。

三、推动能源汽车持续化发展需要克服的问题

①结合车辆续航问题，进行技术攻克。当前新能源汽车的使用，普遍反映出寒冷季节续航能力下降的问题，车主不敢开空调，在新能源汽车空调系统技术方面，要结合此情况，加大技术研究，减少空调系统的能量消耗。②优化相关设备的性能。新能源汽车空调系统的应用，面临着系统复杂与体积大等难题，影响着技术的优势和价值发挥，需要加大设备性能的优化力度，提高汽车空调系统的整体水平，保障系统功能作用的有效发挥。③降低能源消耗。若想不断提高新能源汽车的竞争力，需要不断降低汽车空调系统的能源消耗，满足使用需求的同时，减少能源消耗，达到相应的标准。

四、现阶段新能源汽车空调技术

目前纯电动汽车空调在制冷时与传统汽车在制冷时的模式大体上相类似。空调系统的电动压缩机直接由动力电池提供能源，直接利用蓄电池供电进行工作也是现在主流的量产模式。相比于利用电池供电带动无刷永磁直流电动机带动压缩机工作，这种模式可以在电子模块单元的控制下，调节压缩机工作的时间和转速，从而满足恒定的乘员舱温度并提高能量的利用效率。采用电动压缩机，具有结构简单、体积小、制冷效率高等优点，但是仍然影响电动汽车的续航里程。虽然纯电动汽车空调系统的模式能够适应夏季和冬季对空调的使用需求，同时成本低并且使用方便快捷，但是其效率较低，损失了较大的续航里程，制约了纯电动汽车的普及。若是在北方的冬季使用，则续航里程更是可能损失超过50%，导致其在实际推广中还存在较大的困难。

五、汽车空调系统技术分析

1.热泵式空调系统

简单点来说就是新能源汽车的空调系统在保证达到30%以上的制热效能的情况下，正常工作能够满足汽车内部对于温度的控制系统。热泵式空调系统技术具有很多传统能源汽车不具备的优势。首先，电动压缩设备为热泵式空调系统技术提供主要能源，电动压缩设备能够单独对新能源汽车空调系统进行能源供给，以确保其正常运转。作为一个独立的能源供给设备，电动压缩设备的应用在确保新能源汽车空调系统的有效运转的同时，避免了其他能源供给设备的同时供给驾驶系统与空调系统双通道供电所导致的汽车续航差的问题。另外一点，双路空气流动的原理，其作为热泵式空调系统技术的核心技术，它的优点也十分明显。在使用热泵式空调系统的新能源汽车实际应用中，如果将外部的空气引入风道时，外部空气会触发热泵式空调系统的加热感应系统，内部空气温度会随之进行加热，由门窗附近将外部空气排除，以此达到控制车内温度的目的。这一点还能够使热泵式空调系统在低温环境下对车窗进行排霜处理，因其迅速对车内空气进行加热并进行释放工作，进而快速有效的控制了车内空气温度，提高了驾驶人员的体验舒适度。

2.燃料电池新能源汽车余热吸收式空调系统

燃料电池是一种高效率的电池，通过氧化还原反应将存在于化学物质中的化学能直接转换成电能，并输出供用电器使用。因为通过化学反应输出能量，因此其转化效率很高，可达 60% 左右。但由于存在电池内阻等因素，会有少部分的能量转化为汽化潜热、冷却废水等。将其作为动力源，实际能源利用效率是普通内燃机的2～3 倍。但燃料电池过热，会导致其工作效率降低，性能恶化。燃料电池的工作温度比锂离子电池高，如何合理地利用好燃料电池的余热，对提高能量的利用效率有很大的影响。鉴于质子交换膜燃料电池排出的废热可达80，在燃料电池汽车上采用吸收式制冷空调系统。利用废热作为热源来驱动热泵空调，而利用冷却水回路可以将燃料电池处的废热带到空调系统处，通过热量差，利用溶液的物理性质，可以实现温差制冷，而做功向冷源放热则可以把外界环境作为冷源。而只需要小功率的溶液泵带动冷却水循环即可。小功率的溶液泵只需要消耗极少的电能便能正常工作，这对于保证燃料电池汽车的续航里程有重要意义。

六、新能源汽车空调技术发展策略

1.提升零部件的产品性能

汽车产品配套的空调部件、热管理系统部件等，其性能水平的高低，关系着系统运行的效率。当前新型能源汽车产品中，空调系统配套的新生零部件，包括电动压缩机装置以及电子膨胀阀等，还存在着技术不成熟等问题，需要进行深度研究，提高产品的性能水平，促使系统整体运行水平得到提高。

2.加大技术的研究力度

不同于传统汽车产品，此类产品不仅要达到低能源消耗的要求，同时还需要满足消费者的需求，进而带动产品的销售。对于当前存在的空调使用和续航能力相矛盾的问题，除了优化空调技术外，还要加大对动力系统和电池等的研究力度，提高续航能力，为消费者提供良好的车内空调服务，同时提供优质的出行服务。

3.加大技术和数据的积累

从空调技术的研发角度来说，传统汽车的空调系统，其有着丰富的技术资料和数据支持，经过多年发展，技术日益成熟，因此系统的性能不断优化，新型能源汽车产品的研发时间比较短，缺少技术积累以及数据积累的过程，在很多技术的研发方面，还有着很大的挑战，需要加大技术与数据的积累，为新型能源汽车空调技术的发展，打下坚实的基础，着力解决存在的技术问题，推动其持续化发展。

结束语：

随着新能源汽车的发展，相关空调技术也会有极大的进步和突破。新能源汽车空调有望克服现有缺点，控制性能得到提升，变得更加智能和高效，更多新技术将会得到使用。这必将极大地推动我国新能源汽车工业的发展。

参考文献：

[1] 赵举，陈曦.新能源汽车空调系统技术探索 [J]. 低温与超导，2019，41（07）：44-48.

[2] 王旭东，郑振.新能源汽车空调系统技术分析 [J]. 企业技术开发，2019，35（11）：7-8.