熱泵式空調(diào)系統(tǒng)

隨著新能源汽車，尤其是插電式混合動(dòng)力（PHV）車型的普及，一個(gè)關(guān)鍵問題逐漸受到關(guān)注：在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行的EV模式下，車輛如何實(shí)現(xiàn)制暖？答案正是——熱泵式空調(diào)系統(tǒng)。

今天，我們就帶大家深入了解熱泵式空調(diào)的工作原理、核心構(gòu)造以及它為何成為新能源汽車制暖的不二選擇。

Part.1

為什么需要熱泵式空調(diào)？

傳統(tǒng)燃油車在冬季制暖時(shí)，會(huì)利用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的余熱加熱冷卻水，再通過暖風(fēng)機(jī)將熱量傳遞至空氣，并通過鼓風(fēng)機(jī)向車內(nèi)輸送暖風(fēng)。而在PHV或EV（純電動(dòng)車）模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)通常處于停止?fàn)顟B(tài)，這意味著無法獲取冷卻水的熱量，傳統(tǒng)制暖方式失效。為了解決這一問題，新能源汽車搭載了熱泵式空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不依賴發(fā)動(dòng)機(jī)也能高效制暖。

Part.2

熱泵式空調(diào)原理大揭秘

熱泵，通俗地說，就是“把熱量從一個(gè)地方搬到另一個(gè)地方的設(shè)備”，這便是熱泵式空調(diào)的基本原理。它的工作方式類似我們?nèi)粘Ｊ褂玫目照{(diào)或冰箱：冷媒在系統(tǒng)中流動(dòng)，通過相變循環(huán)搬運(yùn)熱量，從而實(shí)現(xiàn)制冷與制熱的切換。

在夏季，系統(tǒng)通過冷媒吸收車內(nèi)的熱量并將其排出至車外，實(shí)現(xiàn)降溫；而在冬季，則從車外空氣中吸收熱量送入車內(nèi)，實(shí)現(xiàn)加熱。這套系統(tǒng)就像一個(gè)雙向運(yùn)行的“熱能搬運(yùn)工”，兼顧冷暖雙用，是新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)中兼顧效率與能耗的關(guān)鍵技術(shù)。

Part.3

熱泵系統(tǒng)的三種循環(huán)模式

1制冷循環(huán)

與傳統(tǒng)車用空調(diào)系統(tǒng)相似，熱泵空調(diào)在制冷時(shí)通過壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)冷媒循環(huán)，冷媒在蒸發(fā)器中吸收車內(nèi)熱量，在室外熱交換器中釋放熱量，降低車內(nèi)溫度。

不過，在PHV熱泵系統(tǒng)中，制冷功能還有一項(xiàng)重要任務(wù)——為HV（高壓）動(dòng)力電池降溫。電池溫度過高會(huì)影響性能甚至引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)，因此系統(tǒng)通過閥門切換，使冷媒流經(jīng)電池周圍，實(shí)現(xiàn)高效冷卻。

此外，為了保護(hù)壓縮機(jī)安全運(yùn)行，系統(tǒng)中設(shè)置了集液器，防止液態(tài)冷媒誤入壓縮機(jī)造成損壞。

2制暖循環(huán)

在EV模式下制暖，系統(tǒng)無法從發(fā)動(dòng)機(jī)獲取熱源，因此采用了關(guān)鍵組件——水冷冷凝器。

電動(dòng)壓縮機(jī)將冷媒壓縮至高溫，高溫冷媒與冷卻水在水冷冷凝器中進(jìn)行熱交換，冷卻水被加熱后流入加熱器芯，再由鼓風(fēng)機(jī)將熱空氣送入車內(nèi)，實(shí)現(xiàn)加熱。

在嚴(yán)寒環(huán)境（如低于-10℃）下，為保證制暖效果，系統(tǒng)會(huì)輔助啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，利用其熱量進(jìn)一步加熱冷卻水，提升制暖能力。

3除濕循環(huán)

春秋等季節(jié)性潮濕天氣下，系統(tǒng)可同時(shí)進(jìn)行制暖與除濕。通過內(nèi)部換向閥調(diào)節(jié)冷媒流向，實(shí)現(xiàn)制冷與制暖的組合運(yùn)行，既保障溫度舒適，也防止車窗起霧。

Part.4

核心部件一覽

1電動(dòng)壓縮機(jī)

使用渦旋式結(jié)構(gòu)，由一體式電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。電源取自HV動(dòng)力電池，并通過交流逆變器控制轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)高效制冷/制熱。

2水冷冷凝器

這是熱泵系統(tǒng)中關(guān)鍵的熱交換組件。它采用高溫冷媒與冷卻水逆向流動(dòng)的管路結(jié)構(gòu)，大幅提升熱交換效率，是EV模式制暖的“能量核心”。

Part.5

環(huán)保與舒適雙贏的選擇

相比傳統(tǒng)依賴發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的空調(diào)系統(tǒng)，熱泵式空調(diào)在EV模式下依然具備獨(dú)立的制暖能力，是新能源汽車不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一。其高效能、低能耗、環(huán)保性強(qiáng)等特征，不僅提升了整車舒適性，也推動(dòng)了節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

隨著新能源汽車技術(shù)的發(fā)展，車載熱管理系統(tǒng)也在不斷進(jìn)化。熱泵式空調(diào)作為一種高效、環(huán)保、結(jié)構(gòu)緊湊的熱管理方案，為用戶提供了更為舒適和節(jié)能的出行體驗(yàn)。

下一期【電裝小百科】，我們將繼續(xù)拆解另一項(xiàng)你可能忽略的關(guān)鍵零部件，敬請期待。

電裝品牌口號“Crafting the Core”傳達(dá)了“電裝會(huì)更大的發(fā)揮代表企業(yè)靈魂的造物精神，創(chuàng)造新的價(jià)值，為世界打造各種核心事物”的意愿。建設(shè)人、車、環(huán)境和諧共存的美好未來是電裝的愿景，今后電裝將繼續(xù)致力于環(huán)保、安心·安全技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)，積極為中國社會(huì)作出貢獻(xiàn)。