汽车空调技术发展趋势.pdf

52技术纵横
轻型汽车技术2015(5/6
汽车空调技术发展趋势
韩殿荧龙小进
(南京汽车集团有限公司汽车工程研究院)
摘要:随着社会的发展,人们对汽车的舒适性提出了更高的要求,同时在政
府对节能、环保的提倡下和法规约東下,需汽车空调技术不断进步革新,以满足各
个方面的要求。
关键词:舒适性节能环保
1引言
汽车空调系统的作用是调节车内温度、湿度、3制冷剂发展趋势
通风、净化空气、除霜,随着人们的生活水平越来
根据欧盟已通过的含氟温室气体控制法规要
越高,对汽车的舒适性提出了更高的要求,空调系求,自2017年1月1日起,欧盟将禁止新生产的
统的舒适化程度已成为衡量汽车整车档次的重要汽车空调使用GWP值(全球变暖潜值)大于150
指标之一。空调系统作为整车的用电大户,在当下的制冷剂,由于现在使用的HFC134a的GWP值
能源紧张的大环境下,降低空调系统的功耗,从而为1300,故将被禁用。据美国EPA统计,由汽车空
提升工作效率刻不容缓。同时在政府对环保的提调引起的温室气体排放,约占全球温室气体排放
倡下,需汽车空调系统的生产制造,采用更加环保的0.1%。汽车常用制冷剂参数见表1。
的材料与工艺。本文对汽车空调技术发展趋势进
总体来讲制冷剂的选择应遵循满足法规要
行展望。
求、满足环保要求、安全稳定、成本可控的原则。理
2空调系统组成简介
想的制冷剂应是ODP为0,GWP为0,物理、化学
空调系统主要由冷凝器、储液干燥瓶、制冷剂性质稳定,不可燃,无毒性,热力学性质优越,原料
管路、电子风扇、压缩机、空调器总成(HVAC)和来源广泛,成本低廉。
空调控制面板组成。空调系统组成如图1所示。
在当前环保和节能的双重压力下,发展绿色
精液干瓶
制冷剂管路
制冷剂是大势所趋,由于当前国际上已商品化的
替代制冷剂还不够理想,国内外科研工作者还在
作不懈的探索。当前最为可能的替代物是R74
(C02)和HFO1234yf,但由于汽车空调的特殊性,
必须在全球范围内使用同一种制冷剂,因此最终
方案的出台,仍需一段时间,目前仍以HFC134a
(R134a)减排和节能增效为主。
电子风扇压缩机
空调控制面板
图1空调系统组成图
轻型汽车技术2015(5/6)
技术纵横53
表1汽车常用制冷剂参数
名称
ODP
GWP
优点
缺点
备注
HFC134a(R134a)0
1300
热力性质优良
GWP值较高
氨
价格低,容易检漏,热力
性质优良
有毒,可燃
德尔福,通
HFC152A
基本不需更改现有以HFC「具有可燃性,其毒性和安用汽车等
0小于150134a为制冷剂的空调系
统,制冷效果更优
全性有待进一步测试。公司正在
研发
与HEC134a系统兼容制冷性能比HFC134:稍
HF01234YF
0「小于150「好,无须更改现有系统设差,属烯烃,弱可燃,化
计
学稳定性较差,其毒性和
安全性有待进一步测试
来源广,成本低,安全无
毒,不可燃,适用各类润
德国已宣
滑油,高温下不产生有害/系统压力高,系统零部「布,只考虑
R744(C02
气体,所需的乐缩机尺件价格高,空调系统成本」把R74
小,流动阻カ小。压比约增加、0-150欧元,振动」(CO2)作
为2.5~3.0,比其它制冷
大,噪声大
为制冷剂,
剂都低,接近最佳经济性
进行研究
4压缩机发展趋势
2所示。
压缩机的设计正朝着减少质量和体积、降低冷凝器
噪声和增加振动稳定性的方向发展。目前国外压
采用过冷式平行流冷凝器芯体,
结构紧凑、换热性能高、风阻
缩机仍以斜盘式、旋叶式和涡漩式为主,为减少离
合器频繁闭合产生的噪声和获得更佳的控制效冷凝器参数
芯体规格:扁管16×18mm;翅片高78m
果,外部控制式变排量压缩机成为世界车用空调通反面根02m
压缩机的主导方向,它具有结构紧凑、质量轻和节
芯体换热量:>12000w(1.53525514.5)
省能源的优点,能耗能降低30%左右。另外,随着
世界各国环保意识的不断加强,电动压缩机也得
图2平行流式冷凝器参数图
到了进一步的发展,它能满足混合燃料电池车用6HVAC发展趋势
空调的需要。由于未来可能应用CO2作为制冷6.1HVAC结构的发展趋势
剂,现有的压缩机不能满足系统要求,因此需开发
HVAC三大件整体结构由三箱结构、两箱结
以CO2为制冷剂的压缩机。
向一箱结构发展。一箱结构的优点在于,价格便
5冷凝器发展趋势
宜,风道短,零部件少,易于组装。由于没有多箱间
冷凝器的发展经历了管片式、管带式和平行的分界面限制,换热器芯体的位置更加灵活自由,
流式三个阶段。目前以平行流式冷凝器为主,采用泄露少,更容易以单元方式供货。缺点在于,对于
此结构型式,可使系统性能大幅提高。主流设计把横断面的设计,难以设计出相应的模具,维修换热
储液干燥瓶与冷凝器集成在一起,以减少空调管器芯体和蒸发器芯体较困难。HVAC结构如图3
路,降低制冷剂的泄露。平行流式冷凝器参数如图所示。