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    汽車空調技術發展現狀與趨勢解析

    汽車業的高速發展,帶動了汽車空調市場需求持續大幅增長。然隨著消費升級及節能減排政策縮緊,促使汽車空調技術不斷改進和完善,汽車空調已不再是單純的用于制冷制暖,而是涉及到節能環保、車內空氣質量,同時又要滿足消費者個性化需求等。同時隨著新能源車的發展,會影響到電量的分配和續航里程。新的汽車市場發展形勢下,汽車空調將面臨新一輪升級和變革。


    汽車空調技術發展變化及發展走向

        對于汽車空調系統技術上的變化和未來發展走向,專家們觀點主要總結為以下幾個方面:

        1、汽車產業的發展和消費升級使人們對于空調的要求越來越高。如制冷制熱的時間要進一步縮短;智能調控的應用;之前是單溫區,現在要求雙溫區或多溫區……,要兼顧到消費者的個性化需求。

        2、汽車空調有幾個部件如空調壓縮機、鼓風機、冷凝風扇是產生NVH問題的源頭,而此問題也是市場抱怨的焦點,目前這一情況已經得以改善。

        3、隨著人們對車內空氣質量的關注度提高,近年越來越多的空氣凈化技術在實車上進行搭載,改善舒適度和清潔度將是未來競爭的一個方向。

        4、空調作為車內“能耗大戶”,占發動機功率的20%,在燃油限值日益苛嚴下,如何降低功耗,讓燃油更經濟對于汽車空調系統來說將是一大挑戰。輕量化、高效節能成為企業關注重點。

        5、電動車的發展對汽車空調來說又是一大新的課題。有民間組織曾測試零攝氏度開空調和不開空調情況下,續航里程下降的幅度在50%左右,因此在采暖制冷情況下如何提高續航里程的問題有待解決。

        整體來說,汽車空調正在向著輕量化、高效化且滿足電動車方向發展,由提升性能到提升效率上進行轉變,這就勢必會引起關鍵部件、設計工藝和材料應用等方面的變化。

        高效空調促使新工藝及新材料開發和應用

        目前,歐美一些國家已經出臺相關法規鼓勵高效空調技術的應用。日本也在研究類似制度法規,我國汽車空調協會近年一直主張和呼吁高效空調相關鼓勵制度,然因諸多原因進展不是很順利,不過迫于節能減排壓力,車企在此方面已經開始著手和努力,不斷嘗試采用新的工藝、設計、材料等。

        汽車空調系統主要有以下幾個部件組成:汽車空調壓縮機、冷凝器、節流膨脹結構、蒸發器、管路。以上汽車空調核心部件中,能耗提升主要體現在壓縮機和冷凝器上。

        在壓縮機上,目前已有車企借鑒家用空調“變頻”節能原理,對其進行“變排量控制”,使之處于最佳的轉速狀態,從而提高能效比。而對于冷凝器,據介紹,因該部件對空調的能效影響較大(達40%),在效率提升空間上相對也比較大,目前一些新的工藝和技術手段正不斷被研發和應用。

        目前行業內較為推崇的冷凝器折疊扁管技術,與目前通常采用的擠壓扁管不同,折疊扁管充分利用多層復合材料的性能優勢,實現管壁減薄;且內部流道可不完全隔絕,以提升換熱效率。值得一提的是,該工藝對生產場地要求較低,設備投資相對較小。不過,因為管壁減薄,該工藝對材料的可靠性、成型及耐腐蝕性等對提出了更高要求。

        新能源車發展引發空調技術新變革

        除了傳統的節能減排技術外,新能源車尤其是電動車的發展,對于空調的設計亦提出較大挑戰,因采暖方式不同,空調的設計、結構、理念亦發生較大變化,迫使企業不得不采取新的解決方案。

        針對電動車開空調情況下所導致的熱量損失,家用空調中的熱泵技術被引用到了汽車空調上。長安汽車空調研究所所長游典指出,熱泵技術將是汽車空調的一個大的趨勢,但是目前有很多技術難題還在攻克中,需要一定時間。此外,無論是混動汽車還是電動汽車空調,控制系統的復雜程度會大大增加,因為工程師要精確的計算花一度電如何達到較高的利用率或者要考慮怎么將綜合的能量回收起來為我所用等。現在提到最多的一個詞是熱管理,也即是將空調系統和動力總成放在一起統籌設計,變成整車的熱管理系統,未來空調系統會被熱管理系統包含其中,而熱管理系統跟整車的關聯度也會越來越緊密,重要程度會高度凸顯。”

        而上海交通大學制冷與低溫工程研究所陳平教授在接受記者采訪時表示,電動汽車空調方面,冷凝器的改動較大,需要單獨開發。當采用熱泵供暖時,冷凝器原有的功能發生變化——制冷的時候要當冷凝器用,制熱的時候要當蒸發器用,這就導致里面的換熱結構、流道布局跟之前完全不同。此外,設計思路也會有差異,單做冷凝器的時候是對外散熱,設計思路是越來越緊湊,翅片排的越來越密,而做蒸發的時候排密則會結霜。

        綜上所述,汽車空調未來不再僅僅是為人們提供舒適性的車用配置,節能減排形勢所迫及汽車技術的快速發展,給予較大技術挑戰的同時也使其面臨更多的提升空間和機遇。在去年9月舉辦的第九屆Gr?nges技術研討會上,來自各大主機廠、零部件企業以及材料供應商等,對此進行了積極的探討,并分享了相關最新解決方案,而部分專家亦呼吁,希望行業能夠多些合作,少些惡性競爭,共促行業快速、健康、持續發展。



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