北汽福田工程研究总院 北京市 102206
摘要：随着社会的发展，新能源电动汽车采用电动机作为空调系统动力装置，在控制方面有很大提升空间，可以实现更加智能和高效的控制系统，变频，制热制冷等技术有望得到广泛应用。
关键词：新能源汽车；空调系统技术；探索
1新能源汽车空调系统技术的发展现状概述
在新能源汽车企业产品生产与经营活动的具体组织开展过程中，空调系统设计工作的科学优质组织开展，是改善优化新能源汽车使用过程舒适度水平的基本手段，在新能源汽车产品内部空调系统合理化设计和配置安装条件下，新能源汽车产品的实际使用者，通常可以自由且充分地遵照自身在特定时间节点之下真实性地面对和遭遇的实际需求，针对新能源汽车产品内部安装配置的空调系统的运行技术状态展开控制和干预，继而促使车厢内部实际具备和保持的温度性环境因素和湿度性环境因素长期保障在最佳状态之下[1]。新能源汽车产品与传统的燃油能源汽车产品相对照，在空调系统的基础性运行动力因素来源渠道层面具备着表现鲜明的相互差异特点。尽管新能源汽车在实际的行驶运行过程中，是以电力能源和混合动力能源作为其主要的动力来源渠道的，但是由于新能源汽车中安装配置的电池组件在运行行驶状态之下实际能够承载的电能总量是有限的，因此空调系统在实际运行使用过程中引发能量消耗问题，通常会不可避免地给新能源汽车在实际使用过程中的动力要素供应持续性和稳定性造成不良影响，应当引起新能源汽车空调设备基础系统设计工作人员的充分关注。
遵照新能源汽车产品设计和生产活动现有的实践发展情况，通常倾向于将我国生产销售的新能源汽车产品中配置和运用的空调系统设计成基于电能运用条件下运行的热泵式空调设备系统及基于余热利用背景之下运行使用的制冷性空调设备应用系统，在具体开展与新能源汽车相关的空调设备技术系统设计工作过程中，设计人员在做好设备的基础技术性能的优化设置基础上，要针对空调设备在实际运行过程中的能源消耗程度展开干预控制，支持和确保空调设备技术系统的运行过程中，能最大限度减少对新能源汽车动力运行的影响[2]。
2新能源汽车空调系统技术的具体表现类型
2.1热泵式空调系统技术形式
如图1所示为某种热泵式空调系统技术形式的原理示意图，这种空调设备的设计思路，能够有效缩减空调设备机组在实际运行使用过程中的能源消耗水平，彻底解决车内外温差较大条件下发生的玻璃结霜问题[2]。
图1热泵式空调系统技术形式的原理示意图
2.2燃料电池余热利用空调系统技术
如图2所示为燃料电池余热利用空调系统技术的原理示意图，在燃料电池内部装载的燃料物资要素与对应的氧化剂类物质发生相互性反应的技术过程条件下，能够借由实际合成和释放的能量要素支持新能源汽车正常运行使用，支持新能源汽车空调设备技术系统切实发挥最佳技术性能。
图2燃料电池余热利用空调系统技术的原理示意图
3新能源汽车空调系统智能化设计的主要方案
空调系统带来的影响在很大程度上阻碍了新能源汽车的发展，换句话说，想要使新能源汽车真正的实现全国推广，空调系统的优化问题必须解决，以下是新能源汽车空调系统智能化的设计研究:
3.1设计内容
新能源汽车空调智能化的研究重点在于将电池系统的集成化管理，将电动汽车的能源电池在供能过程中产生的热量进行二次利用。新能源汽车的电池在工作时会产生一定的热量，而空调系统的智能化可以通过电热量的回收进行制热操作，并有效控制电池温度，使车辆在行驶过程中的安全性能得到有效保障。构建智能化空调的数学模型，对系统中制冷、制热功能的应用进行有效的评估，利用神经网络控制以及模糊控制等方式进行研究对比，再使用Matlab/Simulink系统仿真系统进行分析，使智能空调系统的控制数据更加科学、合理，实现新能源汽车中车厢新鲜度、湿度以及空气温度的智能化控制[3]。结合车联网技术，实时配置整车负载以及空调系统对汽车电池能耗，通过人机交互的方式，进一步提高智能化空调系统在新能源汽车中的构建。电动汽车智能化空调系统构建完成后，开始进行对比实验研究，通过实验数据的对比分析，优化智能化空调系统的结构设计。智能化空调控制系统的研发，将在一定程度上缓解空调系统给新能源汽车普及和推广带来的影响。
3.2对比试验
(1)条件:电动汽车以45km/h的速度匀速行驶在阳光充足，环境温度为30℃的道路上，空调调至最大风速并将出风口开到最大。分别测量压缩机开启时间、乘客以及驾驶员头部温度、空调系统的气体流动速度。
汽车空调压缩机为系统管路内的制冷剂提供不断循环的驱动力,是维持汽车空调系统正常工作的核心动力部件。汽车空调压缩机按动力源的不同,可分为电动空调压缩机和机械式空调压缩机,电动空调压缩机动力源是独立的,转速可按需调节,而机械式空调压缩机依靠发动机带动,转速因而也受到发动机转速的限制,按厂家的要求,本项目采用机械式空调压缩机。
(2)测量方法:电动汽车第二排一个人坐，第三排座椅不坐人，第四五排坐满人。测量第二、第五排不靠空调处乘客头部的气体流动速度和温度。开始实验前，空调压缩机保持着停机状态，后部和前部区域都有乘客就坐，启动压缩机。
(3)结果通过对比可以发现，空调开始制冷的同时，压缩机的制冷速度很快，工作驱动力十足，由于前部区域乘客较少，且车内温度均已达到乘客的体感舒适度的标准，压缩机的工作方式就由最初的持续性工作变成了间隔性工作，以降低能耗。由此可见，电动汽车的智能空调系统能够有效减少对汽车电池驱动力的消耗。
4新能源汽车空调系统发展趋势
未来新能源汽车空调系统的发展趋势还是集中在高效控制，节能环保上来。在空调控制方面上，传统汽车空调目前采用ECU电控系统加“变排量控制”。在效率上有所提升。新能源电动汽车采用电动压缩机，在电控领域我们可以借鉴家用空调的控制模式采用“变频控制”，目前各空调厂家已经研究交流变频电动压缩机，而且变频空调在技术上比较成熟，主攻方向是车内的应用。另一项技术应用也可以借鉴家用空调，就是热泵技术。由于空调制冷时会有大量热能损失，如果能有效利用热交换，不但能提高效率还能降低续航里程压力。此电动空调系统相对于其他空调系统具有很多优点，但是在纯电动汽车上匹配时需要注意对整车性能的影响，特别是续驶里程和最高车速，不能厚此薄彼，要综合考虑，系统各部件的选用要以节能为中心。电动汽车上的空调系统目前主要采用的是电动压缩机空调系统，但是其它形式的空调系统也有很大的发展空间[4]。为了使电动汽车空调更节能高效，可以从以下几个角度去着重解决：（1）开发更高效的直流涡旋压缩机；（2）开发控制更精准、更节能的硅电子膨胀阀；（3）采用高效的过冷式平行流冷凝器；（4）改善微通道蒸发器结构，使制冷剂蒸发更均匀。
此外，电动汽车开门的次数以及在行车中受车速、光照、怠速等因素的影响，空调湿热负荷大。压缩机乃至整个空调系统都要适应这种多因素变化的工况，因此热泵型电动汽车空调系统变工况设计尤为重要。
结束语
切实做好新能源汽车空调系统的合理化设计配置工作，对于支持和确保新能源汽车在实际使用过程中的舒适度水平不断优化具备重要意义。文章在梳理新能源汽车空调系统技术的发展现状基础上，分析了新能源汽车空调系统技术的具体表现类型。
参考文献:
[1]陈帅,杜碧雪.新能源汽车空调控制系统研究[J].汽车与驾驶维修(维修版),2017(11):109.
[2]王开楠.关于对新能源汽车空调系统技术的分析[J].汽车与驾驶维修(维修版),2017(11):111.
[3]黄朝宗.热泵型新能源汽车空调系统设计及实验研究[D].合肥工业大学,2017.
[4]钟远林.新能源汽车空调系统技术探索[J].山东工业技术,2017(04):80.
论文作者:李志伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
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