新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的空調(diào)方案
在有關(guān)未來制冷劑的爭(zhēng)論中,有一點(diǎn)是明確的:從2011年起新的車型不得使用含氟的R 134a制冷劑,最遲到2017年時(shí),現(xiàn)有車型出廠時(shí)也必須改用其他制冷劑。之所以如此,是因?yàn)闅W盟制定的一個(gè)技術(shù)規(guī)范規(guī)定:禁止使用全球變暖潛能值(GWP)高于150的制冷劑,而R 134a的GWP值高達(dá)1 400,明顯超過了歐盟標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
選擇新的、合適的制冷劑是空調(diào)系統(tǒng)供應(yīng)商及其下一級(jí)供應(yīng)商共同面臨的一個(gè)問題,同時(shí),他們還面臨著尋找熱源等系列問題,因?yàn)槠囼?qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)非常明確:驅(qū)動(dòng)技術(shù)電氣化,如發(fā)動(dòng)機(jī)-電動(dòng)機(jī)混合驅(qū)動(dòng)、氫燃料電池驅(qū)動(dòng)或者Plug-in插入式電力驅(qū)動(dòng)方式等。
汽車空調(diào)系統(tǒng)改造的結(jié)果是:長(zhǎng)期以來,一直以發(fā)動(dòng)機(jī)損失功率而無償使用的熱量將有所改變,車內(nèi)采暖將與燃油消耗密切相關(guān),而新的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無疑將明顯增加車載空調(diào)的任務(wù)。
法雷奧(Valeo)公司汽車空調(diào)設(shè)備研發(fā)部的領(lǐng)導(dǎo)人Klaus Wittmann先生認(rèn)為,在利用新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)的車輛中,車載空調(diào)仍然是一個(gè)重點(diǎn)問題。這將是一個(gè)中央控制的冷卻/采暖系統(tǒng),與車輛具體使用的驅(qū)動(dòng)方式密切相關(guān)并能滿足其他功能要求。因?yàn)樵陔娏︱?qū)動(dòng)的車輛中,除了要對(duì)汽車內(nèi)部進(jìn)行降溫的空氣環(huán)境調(diào)節(jié)之外,還要完成一些加熱任務(wù),同時(shí)還要完成驅(qū)動(dòng)裝置的冷卻降溫,如對(duì)氫燃料電池進(jìn)行降溫或者為電力設(shè)備(如蓄電池和控制電器)進(jìn)行降溫。
當(dāng)然,其副作用也不容忽視:這樣的中央控制式冷卻和采暖系統(tǒng)將會(huì)成為一個(gè)重要的耗能大戶。因?yàn)樵诙緶囟葹?20℃時(shí)的車內(nèi)采暖就需要比夏季+40℃時(shí)的降溫要消耗雙倍的能源。因此,汽車空調(diào)系統(tǒng)所具有的節(jié)能潛力就更大了。Klaus Wittmann先生舉例道:“按照車輛平均油耗8L/100km計(jì)算,車載空調(diào)系統(tǒng)工作時(shí)所需的油耗為0.8L/100km,在秋季時(shí)的油耗約為1.6L/100km。若車輛滿足了未來法律法規(guī)的要求,即油耗為4L/100km,則車載空調(diào)系統(tǒng)附帶的能源消耗將達(dá)到40%左右。”
這就有了進(jìn)一步努力改善汽車空調(diào)系統(tǒng)的充分理由。在過去的十年當(dāng)中,貝洱(Behr)公司通過自己的努力成功地將汽車空調(diào)系統(tǒng)的能耗降低了25%,在今后的幾年中還將有可能再降低20%。除了最佳匹配的車載空調(diào)系統(tǒng)零部件以外,更好的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)也在節(jié)能方面發(fā)揮著重要作用,如空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部的熱交換器可節(jié)約12%的燃油消耗。
智能化的空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)也能進(jìn)一步節(jié)約能源(如硬件傳感技術(shù))。據(jù)德國(guó)Preh公司傳感器技術(shù)研發(fā)部門領(lǐng)導(dǎo)人Hans-Michael Schmitt博士介紹,與使用性能保持智能化匹配的空調(diào)壓縮機(jī)在各個(gè)工作點(diǎn)工作時(shí)可以節(jié)約0.5L的燃油。
在優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)時(shí),R 744也具有非常重要的意義——它徹底解決了有關(guān)制冷劑的問題。Klaus Wittmann先生指出,就物理特性來講R 744提供了最高的節(jié)能潛力,例如利用R 744可以最佳地實(shí)現(xiàn)熱泵效應(yīng)。空調(diào)系統(tǒng)的輔助設(shè)備,如噴射泵、擴(kuò)張機(jī)等也都因在R 744回路中很高的壓力差而有著比現(xiàn)在含氟制冷劑更好的效果。
這一技術(shù)同樣也適用于車內(nèi)采暖,據(jù)貝洱公司介紹,空調(diào)系統(tǒng)在采用了R 744和附加的熱泵后在冬季也可以為汽車進(jìn)行有效的采暖。
電動(dòng)汽車對(duì)車載空調(diào)系統(tǒng)的要求
■密封的壓縮機(jī)
■壓縮機(jī)的配置方式靈活方便
■不再使用技術(shù)復(fù)雜的擺動(dòng)輪盤式壓縮機(jī),使用的是可無級(jí)調(diào)節(jié)的電動(dòng)機(jī)
■插座可預(yù)熱和預(yù)冷
■更好的散熱和更小的玻璃減少了熱輻射和熱傳導(dǎo)
■可利用大功率電器、電動(dòng)機(jī)和蓄電池工作時(shí)的熱量
■成本較高的熱量管理裝置
■加熱和冷卻時(shí)很高的空氣循環(huán)功能
■可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的空調(diào)系統(tǒng)
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