空調系統(tǒng)在熱管理系統(tǒng)中起著重要作用分析

• 陳博 2023年10月30日 來源：中研網(wǎng) 1004 63
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新能源汽車的發(fā)展，近年來在全球范圍內愈發(fā)地被重視。新能源汽車的發(fā)展，有望解決傳統(tǒng)燃油車帶來的環(huán)境污染問題。新能源車和傳統(tǒng)燃油車最大的不同在于動力系統(tǒng)，進而導致熱管理及空調系統(tǒng)發(fā)生巨大變化。傳統(tǒng)國外熱管理龍頭電裝、法雷奧、翰昂、馬勒四家龍頭企業(yè)占據(jù)全球

國內汽車市場的崛起以及競爭的加劇，推動了汽車空調行業(yè)不斷發(fā)展。中國汽車產(chǎn)銷分別完成2780.9萬輛和2808.1萬輛，對汽車空調需求只增不減，同期汽車空調市場規(guī)模預計超過250億元。

在市場需求快速增長的背后，汽車空調技術也隨之進入新的發(fā)展階段，汽車制造商不斷地根據(jù)用戶的要求更新設計，期望通過發(fā)展新技術來提升汽車性能，如熱交換器的材料從全銅發(fā)展到全鋁，結構從管片式向管帶式發(fā)展，蒸發(fā)器主要向層疊式(板翅式)發(fā)展，冷凝器主要向多元平行流動式發(fā)展;隨著變頻空調技術的發(fā)展,越來越多的空調器采用電子膨脹閥作為一種新型的節(jié)流元件。

據(jù)顯示：從專利申請人來看，排在前三位的分別為上海加冷松芝汽車空調股份有限公司、上海三電貝洱汽車空調有限公司、奇瑞汽車股份有限公司，相關專利申請數(shù)量分別為380件、279件和258件，占比分別為2.20%、1.62%、1.49%。

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從技術分布來看，分類號小類中“B60H 車輛客室或貨室專用加熱、冷卻、通風或其他空氣處理設備的布置或裝置”申請數(shù)量最多，達到4212件，占比22.40%；“F25B 制冷機，制冷設備或系統(tǒng);加熱和制冷的聯(lián)合系統(tǒng)；熱泵系統(tǒng)”專利申請數(shù)量也超過1700件，占比9.45%；“F24F 空氣調節(jié)；空氣增濕；通風；空氣流作為屏蔽的應用”專利申請量排在第三，占比8.56%。

首先，在國際環(huán)保主義潮流的影響下，汽車空調的環(huán)保問題也引起了汽車相關群體的關注，汽車空調技術也正在朝環(huán)?；絾柊l(fā)展。汽車空調系統(tǒng)具有制冷、取暖、除霜、除霧、空氣過濾和濕度控制等功能，雖然目前轎車的燃油余熱足夠提供轎車內的采暖和除霜的需要，但隨著新能源技術的不斷發(fā)展，電動車和混合動力車已成為汽車發(fā)展的重要方向，利用燃油余熱工作的空調系統(tǒng)將逐漸退出市場。因此，適合新能源車的高效率空調對占領市場至關重要。

其次，換熱器(蒸發(fā)器、冷凝器、加熱器)是汽車空調系統(tǒng)的關鍵零部件之一，技術要求非常高。尤其是隨著整車空間要求和空調舒適性要求的提高，對換熱器的換熱效率及表面溫度分布的均勻性要求也越來越高。因此，設計換熱器時需要進行大量的理論分析、數(shù)量計算和試驗驗證，以達到換熱器冷媒側和空氣側的性能符合要求。為了追求更高的換熱效率，換熱器的原料設計越來越薄，產(chǎn)品結構也更加復雜。對模具制造、加工成形、清洗和焊接及生產(chǎn)工藝的要求日益提高，生產(chǎn)企業(yè)需具備相當高的設計和制造能力。

最后，新能源車發(fā)展引發(fā)空調技術新變革。能源車尤其是電動車的發(fā)展，對于空調的設計提出較大挑戰(zhàn)，因采暖方式不同，空調的設計、結構、理念亦發(fā)生較大變化，迫使企業(yè)不得不采取新的解決方案。針對電動車開空調情況下所導致的熱量損失，家用空調中的熱泵技術被引用到了汽車空調上。熱泵技術將是汽車空調的一個大的趨勢，但是目前有很多技術難題還在攻克中，需要一定時間。

新能源汽車的發(fā)展，近年來在全球范圍內愈發(fā)地被重視。新能源汽車的發(fā)展，有望解決傳統(tǒng)燃油車帶來的環(huán)境污染問題。新能源車和傳統(tǒng)燃油車最大的不同在于動力系統(tǒng)，進而導致熱管理及空調系統(tǒng)發(fā)生巨大變化。傳統(tǒng)國外熱管理龍頭電裝、法雷奧、翰昂、馬勒四家龍頭企業(yè)占據(jù)全球市場一半以上的份額，具備較強的技術優(yōu)勢。而在當前這輪汽車電動化浪潮中，既有的汽車熱管理空調競爭格局已有松動跡象，國內企業(yè)存在彎道超車的可能性。

狹義汽車熱管理是指：對所有車載熱源系統(tǒng)進行綜合管理和優(yōu)化；廣義汽車熱管理系統(tǒng)還包括空調系統(tǒng)。熱管理在汽車節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適性等方面具有重要作用。

對于傳統(tǒng)汽車，其熱管理系統(tǒng)包括發(fā)動機冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)、發(fā)動機機艙空氣流動系統(tǒng)以及駕駛室的空調暖風系統(tǒng)等。具體涉及冷卻介質、熱交換器、風扇、泵、底盤空氣流通、傳感器等。

對于新能源車汽車，其熱管理系統(tǒng)包括空調系統(tǒng)，除此還包括電池熱管理、電機電控熱管理及其他設備的冷卻。新能源車和傳統(tǒng)燃油車最大的不同在于動力系統(tǒng)，前者是電能轉化為機械能，后者是化學能轉化為內能再轉化為機械能。

新能源汽車的熱管理系統(tǒng)與燃油車區(qū)別主要體現(xiàn)在以下兩點：

1、傳統(tǒng)燃油車熱管理系統(tǒng)是圍繞發(fā)動機構建的（發(fā)動機帶動空調壓縮機、水泵運轉，座艙制暖來源于發(fā)動機廢熱）。沒有發(fā)動機或發(fā)動機只部分時間工作要求空調壓縮機和水泵電動化，并且需要采用其他方式（PTC 或熱泵）為座艙制暖；

2、新能源汽車的動力電池需要精細的散熱和加熱管理。相比于燃油車，新能源汽車新增動力電池熱管理回路（增加 chiller、電池冷卻水板、閥件、PTC 等）。

新能源車空調系統(tǒng)由電能驅動。對于新能源汽車（特別是純電動汽車）， 既沒有發(fā)動機作為空調壓縮機的動力源，也沒有發(fā)動機余熱可以利用達到取暖、除霜的效果。通常來講，新能源車空調系統(tǒng)的冷源、熱源和其他能源都來自電池。

汽車空調直接影響駕駛舒適性，對于新能源汽車來講，還影響其續(xù)航里程。根據(jù) ANL 對Nissan Leaf 的測試，在高速公路循環(huán)路況下，當外界溫度為 20F（-6.7℃）時，調節(jié)車內溫度至 72F（22.2℃），車輛續(xù)航里程與不開空調時相比下降 30%；當外界溫度為 95F（35℃）時，調節(jié)車內溫度至72F（22.2℃），車輛續(xù)航里程與不開空調時相比下降 4%。

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