电动汽车的空调是怎么制冷和制热的?准确答案在这里
内容概述:
燃油动力汽车冷暖空调系统运行原理
新能源汽车空调系统的不同之处
很多汽车用户对于电动汽车的空调很好奇,因为缺少了发动机似乎就缺少了“动力源”;然而空调的制冷基础依靠的是压缩机,而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,那么究竟是如何产生冷风的呢?
01
压缩机·动力源
首先需要说明一点:燃油动力,电动混动以及家用空调制冷都离不开压缩机!
区别为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;但是要按下「A/C」按键后压缩机才会运行,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。
新能源汽车与家用空调则是通过电压缩机提供动力,实际这也算一种类型的电机吧;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,是不是比较夸张呢?
02
制冷原理
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,这种位置不会破坏臭氧;而特点是在零下26.2摄氏度就会沸腾,也就是成为气态,这是制冷的基础,参考下图的动态演示。
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。
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