纯电汽车与传统燃油车的空调系统有什么不一样?
车后快豹
2023-06-30 09:35
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纯电汽车没有发动机,因此与传统燃油车相比,很多系统的结构原理都发生了改变,空调系统就是其中之一。今天我们就为大家介绍一下二者的空调系统有何不同之处。








纯电汽车目前比较常见的空调系统有两种,一种是传统空调系统,一种是热泵空调系统。

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传统空调系统


纯电汽车所采用的传统空调系统与燃油车的空调系统结构和原理基本一致,唯一的区别是压缩机的驱动方式不同,纯电汽车的压缩机是由高压三相交流电机驱动,而燃油车是由发动机通过传动带进行驱动。

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我们来看看采用传统空调系统的纯电汽车制冷和制热原理。


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refrigeration

制冷


制冷原理与燃油车是一样的,传统空调系统主要有四大部件:压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。它们是这样分工合作的:

第一步


压缩机将制冷剂压缩成高温高压的气体;

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第二步


气态制冷剂流经车辆前端冷凝器,释放热量,变为中温高压的液体;

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第三步


液态制冷剂经过膨胀阀,在节流作用下,变为低温低压的雾状制冷剂;

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第四步


雾状制冷剂经过车内的蒸发箱,吸收周围空气的热量,形成的冷空气通过鼓风机送入车内。

完成以上四步,制冷剂再度进入压缩机,如此循环往复。


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  heating    

制热


在制热方式上,纯电汽车和燃油车有很大差别。

燃油车是通过冷却液将发动机的热量搬运到车内的加热器芯,对车内空气进行加热。而采用传统空调系统的纯电汽车通常是通过PTC(正温度系数热敏电阻)电加热的方式进行供暖。







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热泵空调系统


热泵空调系统的结构比传统空调系统就要复杂多了,它不仅能实现制冷循环,还能实现制热循环,并且能够在两个循环之间自由切换,因此兼具制冷和制热功能,所以采用热泵空调的纯电汽车,就可以不需要完全依赖PTC电加热来供暖了(即便有PTC,也仅用于电辅助加热),可以减少电耗,增加续驶里程。


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structure

结构


热泵空调的结构组成依然包括压缩机、冷凝器、膨胀阀(电控)和蒸发器,但数量和布置方式与传统空调系统不同,管路也更为复杂。

传统空调系统只有一个蒸发器和一个冷凝器,蒸发器位于驾驶室内,用于吸热,冷凝器位于发动机舱的前端,用于散热。而目前主流的热泵空调系统在驾驶室内增加了一个冷凝器,用于采暖。此外,热泵空调系统还负责为动力电池进行冷却和加热(冬季),因此它还需要一个换热器,可以理解为一个位于车外的蒸发器(液冷),另外还需布置电池冷却管路。

同时为了在空调制冷和制热,电池的加热和冷却,以及余热回收等管路间进行切换,热泵空调系统还需要配备一个热管理集成模块进行控制。

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principle 

原理


热泵空调的制冷原理与传统空调基本一致,那它是如何实现制热的呢?

空调系统的制冷过程可以简单理解为:在压缩机和膨胀阀的协助下,将蒸发器从车内吸收的热量搬运到车外冷凝器中散发掉,从而实现车内降温。

如果我们反过来呢?将冷凝器放进车内,将蒸发器放在车外,不就实现制热了吗。这就是热泵空调的制热过程了。也就是说,

当制冷剂循环方向为:


压缩机→车外冷凝器→膨胀阀→车内蒸发器,热泵空调为制冷循环。

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当制冷剂循环方向为:


压缩机→车内冷凝器→膨胀阀→车外蒸发器(换热器),热泵空调为制热循环。

通过热管理集成模块的控制,在以上两种循环方式间进行切换,就实现了热泵空调的制冷和制热功能转换。








与传统的空调系统相比,热泵空调系统具有能耗低、延长车辆续航能力、工作温度区间大、有效延长动力电池寿命等优点,是目前比较理想的纯电汽车热管理解决方案。但它同时也具有制热效率较低,成本高等不足之处,有待进一步完善。

来源:博士汽车售后