电动汽车的空调是怎么制热和制冷的 2024-02-22 10:31:21 电子报 冬天(尤其是北方)对于电动车用户是个头疼的事,因为冬天电动车(尤其是磷酸铁锂电池)的续航会打折扣,除了电池本身特性以外,使用空调制热(制冷)也是影响电池续航的重要原因之一。制热这是因为纯电动汽车制热与传统的燃油车不同,大部分电动车制热是通过电热做到的。而制冷则与燃油车类似,都是通过压缩机来做到的。 燃油车的发动机工作时燃烧温度最高可达到2500℃(汽油的燃烧火焰温度可以高达1200℃,而柴油还要高600℃),即使怠速运转时燃烧温度也在1000℃左右,这个热量必须及时散发掉否则发动机会因为高温而损坏。因此内燃机都带有冷却系统,绝大部分汽车都配备了水冷散热系统,利用换热的方式把内燃机产生的热量散发发到空气中。 而燃油车的制热就是利用了发动机的余热,直接把冷却液中的热量散发到车内就可以了 ,发动机水温上来后几乎不需要消耗任何能源就可以制热、采暖,有了通过防冻冷却液进行的水冷循环系统,冷却液流进缸盖吸收热能,再流动到水箱散热,周而复始以保证机体与溶液恒温;但是防冻冷却液依旧有100℃左右的高温,这种高热溶液显然是可以利用的。比如将冷却液另开一条管路,并增加一组小水箱,利用高温溶液加热水箱就可以制热,原理很简单。冬天在车里打开制热的工作步骤:打开风挡并关闭A/C(用不到压缩机),将温度调整至高温标准,冷却系统打开暖风水箱阀并加热水箱,鼓风机将低温空气吹至高温箱体,低温空气吸收水箱热能实现升温。这样热能就会从高温物体或环境中传导至低温物体,或者理解为低温空气会吸热;所以冷风吸收热能后会升温,送入车内就是暖风了。这一系统属于废热利用,冬季用暖空调不会增加油耗。而电动汽车没有内燃机的存在,也没有温度足够高的余热可以利用,因此只能通过电力制热。或者间接的电力制热,也有个别厂家另辟蹊径采用柴油暖风机制热的。 电制热有很多方式可以实现,例如以前广泛采用电阻丝制热、但是目前应用最广泛的就是PTC热敏电阻制热,PTC制热已经全面替代了电阻丝制热。电阻丝制热的原理很浅显易懂,这里就不讲述了。而PTC其实是热敏电阻的一种,一种具备正温度系数的电阻。特点是阻值随着温度增加而增加,阻值增加后功率自然会下降,制热量也会下降。 这样一来就可以实现功率随着环境温度增加而降低,不仅功率可以自动调节,温度也可以自动调整。这个特点就特别适合来做电取暖设备,温度低时功率大温升快,环境温度提高后功率下降,可以保持恒温。因此用PTC原件做取暖设备可以做到无明火、无辐射、抗震能力强、能效高,体积小、寿命长,要比传统的电阻丝制热的取暖好的多。用在汽车取暖时只需要在风机前方加上PTC加热芯即可: PTC加热芯工作时产生热量,风机直接把热空气吹出去就是暖风 分配到各个出风口就可以了!用PTC原件加热冷却液的方式取暖,也可以为电池加温,但是这等于两次加热损耗,车辆不仅要为驾乘人员提供暖风,同时要用加热后的防冻冷却液,为电池组内部的电芯进行温控。电芯低温的放电容量会加大,充放电效率都会受到影响,自然也就是会影响续航里程;所以必须用电加热模块加热防冻冷却液而进行温控,这种模式的耗电量最起码低于电池受影响后对续航的影响。还有一部分车型采用了热泵空调来制热,热泵制热其实与家用空调压缩机制热是一个原理,不过考虑到南北冬天户外温差有别,实际效果相对要差很多。 车前蒸发器吸取环境中的热量,低压气体进入压缩机压缩成为高温高压气体,经过四通阀送入车内冷凝器后冷凝释放热量,冷凝器把空气加热经风机送到风道内完成制热。可以看到热泵制热效率取决于环境温度,如果环境温度过低那么热泵从环境中获取热量也是有限的。因此当环境温度低于零度时热泵制热能力会大大降低,能效比(COP)只能做到1-2之间,与PTC制热原件(能效比1)比起来优势并不大。但是在环境温度达到零上的时候,热能泵的高能效比(2-4)的优势就非常明显了!消耗相同的能量(电量)热泵制热量是PTC原件制热的2-4倍!目前应用热泵制热的车企有荣威、长安、特斯拉、丰田、日产等,旗下部分车型采用了热能泵制热。制冷燃油车和电动车空调以及混合动力的制冷基础都是依靠压缩机,压缩机并不是只能依靠内燃机提供动力,比如家用空调不烧油但也能正常运行。 燃油汽车的压缩机不依靠电驱,这是出于成本的考量;因为压缩机功率往往有≥3kw的标准,也就是≤5匹(马力)左右,家用空调会低一些。如果要用电驱动汽车的话,车辆势必要安装大容量的电池组,燃油汽车还要安装大功率的发电机,这会大幅提升制造成本。所以燃油车选择用内燃式热机(发动机的一种类型)为压缩机提供动力,压缩机的带轮通过皮带与发动机曲轴连接,只要启动发动机就会全时运转;这也是为什么夏天燃油车开制冷要按下「A/C」按键后压缩机才会运行的原因,这一按键控制的是压缩机内部的电磁离合器,点亮后为离合器通电才会与带轮吸附以获得动力。这种结构的优势是制造成本低,缺点是会占用发动机的输出功率(动力),但是性能变差且油耗升高。新能源汽车则是通过电压缩机提供动力,实际这也算一种类型的电机;电流输入到电机的绕组(电磁线圈)可以形成电磁场,与永磁体的「N·S」磁极互斥,实现驱动转子运转以输出动力。驱动电机是这种运行原理,燃油汽车的水泵、油泵以及压缩机也得这样获取动力;而且电机的能量转化效率是极高的,相比内燃机的热效率可以高3倍左右。所以利用电压缩机制冷反而会更节能,比如燃油汽车打开空调压缩机后的百公里油耗可能会增长接近1.5升,等量换算为「1L=3kwh」,如果车辆以每小时一百公里的速度行驶,那么功耗就等于一小时耗电4.5度。 压缩机只是空调系统的「动力元」,说白了就是空调的发动机,自身是不具备制冷或制热能力的;制冷要通过压缩管路中的制冷剂,曾经使用的是耳熟能详的氟氯昂,但是因为这种制冷剂如果泄露就会严重破坏臭氧层,而臭氧层是过滤紫外线保护地球的重要物质还,所以氟氯昂就被弃用了。替代制冷剂是“四氟乙烷(CH2FCF3)”,这种位置不会破坏臭氧;而特点是在零下26.2℃就会沸腾,也就是成为气态,这是制冷的基础。 压缩机会将四氟乙烷推动到冷凝器降温,通过干燥罐达到膨胀阀经过压力调节后,以液态的形态进入温度始终在零度以上的「蒸发器」;由于蒸发器的温度高于四氟乙烷的沸点太多,所以这种制冷剂瞬间就会蒸发,现在就可以开始制冷了。四氟乙烷蒸发吸收蒸汽的温度,使其降温鼓风机将热空气吹过相对低温蒸发器,低温蒸发器吸收空气中的热能,形成冷风制冷。说白了就是通过两次“吸热”的过程制造冷风,压缩机在过程中扮演的只是发动机的角色,用什么能量驱动这种发动机,对于实际使用冷风都是没有区别的,这就是制冷的原理了。 总结燃油汽车肯定都不是电空调,轻混汽车也不会使用;部分油电混合汽车会加装电空调,插电混动与纯电动汽车毫无疑问都是电驱压缩机。至于制暖则是除电动汽车以外都用防冻冷却液,这是完全可以利用的免费的热能。 赞 (0) 相关推荐 电动车热管理迎来黄金期,三花等竞争优势明显 第一部分 行业部分 一.热管理行业是电动车发展引致的新需求 1.1 电动车热管理,是伴随着电动车的出现产生的新行业 燃油车热管理比较简单,因为燃油车发动机的能量使用效率比较低,只有30%-40%左右, ... 【技术】电动汽车热管理热泵空调系统 电动汽车热管理系统主要包括电池热管理系统.电机及其控制器热管理系统.热泵空调系统. 电动汽车的空调系统负责给车内乘员舱提供冷量.热量和通风,以及实现除雾和除霜,确保驾驶员安全驾驶.电动汽车的热泵空调系 ... 【技术】新能源汽车空调系统的设计 传统汽车正朝着新能源汽车快速转型发展,空调作为驾乘舒适性功能的基本要求,也势必会随着新能源汽车发展而发展,从空调技术的发展和工作效率来说,热泵型空调系统良好的工作性能将成为重要的发展趋势.本文主要从热 ... 冬天开空调 我到底需不需要打开A/C? [爱卡汽车 用车 原创] 在北方这天里,车里不开个空调吹个热风已经坐不住人了.而说起开空调这事儿,相信大家都会觉得不就是打开A/C开关,然后调个制冷制热,再调个温度跟风量这么简单的事吗.但有人就会说, ... 热泵空调那么省电,为何很多电动车不用? 严冬时节,纯电动汽车的续航里程会出现不同程度的缩水,而使用空调制热又会消耗大量的电量,所以就出现了很多车主不敢开空调的情况,这是一个很尴尬甚至有些许滑稽的场面.为此,今天我们就来扒一扒纯电动汽车空调那 ... 华为智能汽车热管理系统TMS深度解析 △ 是新朋友吗?记得先点即时智库精选关注我哦- 文:阿迪 本文你将收获: 华为热管理系统TMS的亮点及技术要点: 传统热管理系统.PTC热管理系统.热泵热管理系统的原理.区别.优缺点: 各热管理系统的 ... 怎么把空调弄不制热?空调制热不制冷原因有哪些|空调|制冷|毛细管 很多的家庭在购买空调的时候都是选择双向的空调,就是冬天制热,夏天制冷,但是对于南方的朋友们来讲,空调制热可能使用不上,有些家庭甚至会考虑将空调制热,这个效果弄坏,那么怎么把空调弄不制热?空调制热不制冷 ... 空调开制热变制冷?百分之八十都是被做手脚,看懂了的,不再被骗 空调开制热变制冷?百分之八十都是被做手脚,看懂了的,不再被骗 空调产品制热和智能口碑评价榜出炉 Leader斩获“双料冠军” 立冬过后气温下降,天气越来越冷,冷空气一波一波地向全国各地"派送",各类取暖家电开始热销,没有集中供暖的地区纷纷开启空调来取暖.由于天气寒冷,空调制热能力是最受关注的,同时,&qu ... 【历史】汽车空调发展史,先有制冷还是制热? 1886年,卡尔·本茨发明了第一辆汽车;1902年,威利斯·开利发明第一套科学的空调系统;而搭载空调的汽车是什么时候诞生的呢? 早期汽车并没有封闭的车身,基本也就不存在"车内"环境 ... 空调维修电话|空调加氟后不制冷怎么办?了解空调中的氟 空调维修电话:400-058-6861. 如空调加氟后不制冷怎么办? 原因一: 空调制冷剂现在是R≤134a制冷剂,空调对制冷剂的比例是一个范围,不能太多或太少.2.假如比例不协调,就会影响空调的散热 ... 汽修案例丨全新宝来空调保险虚接不制冷 车型:全新宝来 行驶里程:132 故障现象: 空调不制冷 故障诊断过程:用诊断仪VAS6150B诊断,故障:空调压力开关信号太小.据此故障分析造成此故障的原因:1.空调压力开关损坏,2.空调压力开关线 ... 研究:电动汽车热泵型空调如何除霜? 纯电动汽车热泵空调系统在冬季制热循环时,车外换热器作为蒸发器吸收车外环境的热量,车内冷凝器向车内环境放热实现冬季采暖.由于冬季车外环境温度较低,如果车外换热器表面温度低于空气露点温度,则空气中的水分会 ... 【HETA】为什么空调不能同时供暖和制冷,这个技术秘密你知道吗? 我国房间空调85%以上是热泵机型.理论上,热泵机型能同时满足空调制冷和供暖的需求.但事实上,情况并非如此. 从国家标准修订过程来看,房间空调的制热性能日趋受到重视.主要相关标准包括:GB7725- ... 关于空调制热和制冷的19个知识点 关于空调制热和制冷的19个知识点