電動(dòng)客車(chē)的發(fā)展對(duì)汽車(chē)空調(diào)提出了一個(gè)又一個(gè)的新要求。目前整車(chē)廠家對(duì)外給出的電動(dòng)客車(chē)續(xù)航里程,通常是沒(méi)有開(kāi)空調(diào)時(shí)的數(shù)據(jù),而開(kāi)空洞時(shí),其電動(dòng)電動(dòng)客車(chē)的續(xù)航里程是多少?每一個(gè)廠家都是內(nèi)部掌握數(shù)據(jù)。
在南方,城市公交客車(chē)不開(kāi)空調(diào)是不可想象的。但是如果空調(diào)從早上開(kāi)班,開(kāi)到晚上下班,其續(xù)航里程下降的幅度,通常會(huì)在30%以上,有的會(huì)達(dá)到50%。目前公交車(chē)電動(dòng)化進(jìn)程日趨加快,動(dòng)力電池比能量提升壓力是非常大的。同時(shí)也給汽車(chē)空調(diào)廠家提出了一個(gè)全新的課題。是筆者帶著這些問(wèn)題,向汽車(chē)空調(diào)廠家工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)后的體會(huì),分享給同行。
一、燃油汽車(chē)空調(diào)的不足
燃油車(chē)空調(diào)作為汽車(chē)總成“能耗大戶(hù)”,占發(fā)動(dòng)機(jī)功率的20%。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和消費(fèi)升級(jí)使人們對(duì)于空調(diào)的要求越來(lái)越高。于是燃油客車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)配置的基本趨勢(shì)是大功率、柴油化。在燃油限值日益苛嚴(yán)的背景下,汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)如何降低功耗,讓燃油車(chē)更經(jīng)濟(jì),將是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。如果僅僅是把傳統(tǒng)的燃油車(chē)空調(diào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的電氣化改裝,是不適宜電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展要求的。
發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)向電動(dòng)汽車(chē)演變是必然趨勢(shì)。電動(dòng)客車(chē)上已經(jīng)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)了,空調(diào)動(dòng)力源于轉(zhuǎn)向車(chē)載電池。實(shí)際上,目前的動(dòng)力電池比能量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的基本要求。在這個(gè)前提下,汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)必須高效、低能耗。換句話說(shuō),汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)水平的高低也是發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的瓶頸之一,重新開(kāi)發(fā)新型產(chǎn)品是必選項(xiàng)。
二、目前電動(dòng)客車(chē)空調(diào)的基本原理
電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本要求是:
1)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低、噪音低;
2)同時(shí)具備制冷和加熱裝置,滿(mǎn)足各種氣候條件下能工作;
3)其關(guān)鍵問(wèn)題是要節(jié)省有限的車(chē)載電能量。
圖1所示為一種電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)控制系統(tǒng)原理。控制板是大腦,基本分為內(nèi)部和外部控制2個(gè)部分。
圖1 電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)控制系統(tǒng)原理
圖2為一種電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng),它由壓縮機(jī)、內(nèi)部熱交換器(蒸發(fā)器)、膨脹閥、外部熱交換器(冷凝器)、內(nèi)部風(fēng)扇、外部風(fēng)扇和控制單元組成。
圖2 電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)示意圖
三、目前市面上電動(dòng)客車(chē)空調(diào)總成
圖3所示為市面上一種電動(dòng)客車(chē)空調(diào)總成的組成。
圖3 電動(dòng)客車(chē)空調(diào)總成
主要變化有:壓縮機(jī)是變頻的、電子膨脹閥、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)接口、制冷(供暖)兩用。
四、電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展引發(fā)空調(diào)技術(shù)新變革
1)節(jié)能減排技術(shù)是基本要求;
2)采暖方式不同,空調(diào)的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、理念亦發(fā)生較大變化,如何應(yīng)對(duì)?
3)熱泵技術(shù)將是汽車(chē)空調(diào)的一個(gè)大的趨勢(shì),有很多技術(shù)難題要攻克;
4)控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度會(huì)大大增加,如何達(dá)到較高的利用率?
5)如何將綜合的能量回收起來(lái)為我所用?
6)熱管理一定會(huì)未來(lái)空調(diào)系統(tǒng)的基本功能,即是將空調(diào)系統(tǒng)和動(dòng)力總成放在一起統(tǒng)籌設(shè)計(jì),變成整車(chē)的熱管理系統(tǒng)。熱管理系統(tǒng)跟整車(chē)的關(guān)聯(lián)度也會(huì)越來(lái)越緊密,重要程度會(huì)高度凸顯;
7)整車(chē)熱管理系統(tǒng)與動(dòng)力電池?zé)釀?dòng)態(tài)管理如何結(jié)合起來(lái)?總的趨勢(shì)是一體化。
五、目前電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)開(kāi)發(fā)面臨的主要技術(shù)問(wèn)題
冷凝器的改動(dòng)較大,需要單獨(dú)開(kāi)發(fā),面臨主要問(wèn)題:
1)采用熱泵供暖時(shí),冷凝器原有的功能發(fā)生了變化,即制冷的時(shí)候要當(dāng)冷凝器用;
2)制熱的時(shí)候要當(dāng)蒸發(fā)器用,這就導(dǎo)致里面的換熱結(jié)構(gòu)、流道布局跟之前完全不同。
3)高壓導(dǎo)入,其絕緣要求和控制變得更為復(fù)雜;
4)EMC和EMI 這個(gè)兩個(gè)問(wèn)題對(duì)電動(dòng)客車(chē)尤其敏感,有關(guān)電動(dòng)空調(diào)開(kāi)發(fā)必須高度重視這個(gè)問(wèn)題。
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:雷洪鈞
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