技術|由深入淺看新能源車區別於燃油車的空調系統

文/都安

為了使乘客感到舒適。空調系統能控制車廂內的氣温，既能加熱空氣，也能冷卻空氣，以便把車廂內温度控制到舒適的水平，能夠排出空氣中的濕氣。乾燥空氣吸收人體汗液，以營造更舒適的環境，空調器可吸入新風，具有通風功能，空調器可過濾空氣，排除空氣中的灰塵和花粉。而有着如此便民利民的空調系統在燃油車上面，和新能源車上面又有着不同的技術原理。

新能源汽車空調系統和傳統燃油汽車空調系統工作原理相同，只是空調壓縮機的驅動方式以及暖風產生方式有所不同。其中的電動汽車來説目前可以選擇的製冷空氣調節方式主要有熱電式製冷、電動壓縮機制冷、餘熱製冷。其中餘熱製冷可以考慮在燃料電池電動汽車上採用。

半導體制冷又稱為熱電製冷，是固態製冷技術，它不用製冷劑，沒有運行件。其熱電堆起着壓縮式製冷壓縮機的作用，冷端及其熱交換器則相當於壓縮式製冷蒸發器，而熱端及其熱交換器相當於冷凝器。通電時自由電子和空穴在外電場的作用下，離開熱電堆的冷端向熱端移動，相當於製冷劑在壓縮機中的壓縮過程。

在電熱堆的冷端，通過熱交換器的吸熱，同時產生電子-空穴對，相當於製冷劑在蒸發器內的吸熱和蒸發。在電熱堆的熱端，發生電子-空穴對的複合，同時通過熱交換器散熱，相當於製冷劑在冷凝器中的發熱和凝結。

熱電空氣調節具有以下特點：熱電元件工作需要直流電源；改變電流方向即可產生製冷、制熱的逆效果；熱電製冷片熱慣性非常小，製冷時間很短，在熱端散熱良好、冷端空載的情況下，通電不到1min，製冷片就能達到最大温差；調節組件工作電流的大小即可調節制冷速度和温度，温度控制精度可達0.001℃，並且容易實現能量的連續調節。

在正確設計和應用條件下，其製冷效率可達90%以上，而制熱效率遠大於1；體積小、重量輕、結構緊湊，有利於減小電動汽車的整備質量；可靠性高、壽命長並且維護方便；沒有轉動部件，因此無振動、無摩擦、無噪聲且耐衝擊。

燃油汽車空調系統的暖風熱源主要由發動機冷卻液提供，而電動汽車的暖風系統則不一樣，暖風通常採用電加熱方式，通過加熱冷卻液，再經過循環為暖水箱提供熱量，或者是直接加熱經過蒸發箱的空氣實現暖風。 電動汽車空調系統暖風常見的方案如下

空調系統的製冷/制熱模式由四通換向閥轉換，實線箭頭表示製冷工況，虛線箭頭表示制熱工況。從原理上講，該系統與普通的熱泵空調並無區別，但是用於電動汽車上，其專門開發了雙工作腔滑片壓縮機、直流無刷電動機和逆變器控制系統，這種方案是通過熱泵來實現。

或者採用PTC電加熱器的方式，PTC電加熱器是採用PTC熱敏電阻元件為發熱源的一種加熱器。PTC熱敏電阻通常是用半導體材料製成的，它的電阻隨濕度變化而急劇變化，當外界温度降低，PTC電阻值隨之減小，發熱量反而會相應增加。

還有餘熱+輔助PTC。利用功率變換、驅動電機、電機控制器等大功率件工作時產生的熱量，對車內環境進行熱交換。當熱量不足時，啓用輔助PTC加熱器。

寫在最後：

汽車空調系統是實現對車廂內空氣進行製冷、加熱、換氣和空氣淨化的裝置。它可以為乘車人員提供舒適的乘車環境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全。

空調裝置已成為衡量汽車功能是否齊全的標誌之一，也幾乎是每台車必須有的配置之一。