纯电动汽车空调压缩机,为什么不能在汽车上装个电机来驱动空调压缩机达到省油的目的呢?

电动压缩机已经开始在汽车上应用纯电动汽车空调压缩机,最常见的就是油电混动汽车、新能源汽车,部分货车下驻车空调也安装了电动压缩机。

纯电动汽车空调压缩机,为什么不能在汽车上装个电机来驱动空调压缩机达到省油的目的呢?

电动压缩机就是用电机来驱动空调压缩机,只不过电机与压缩机集成在一起,采用一体化设计,安装位置更灵活更方便,如下图:

纯电动汽车空调压缩机,为什么不能在汽车上装个电机来驱动空调压缩机达到省油的目的呢?

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纯电动汽车空调压缩机,为什么不能在汽车上装个电机来驱动空调压缩机达到省油的目的呢?

上面是改装驻车空调用的电动压缩机,其他车型电动压缩机原理也是一样的。 可以看出来体积紧凑占据空间并不大,对于没有内燃机或者内燃机不能全时工作的时候,电动压缩机的优势就体现出来了!

新能源汽车、混动汽车用电动压缩机是不得已而为之的事情。传统压缩机需要发动机驱动,纯电动汽车没有发动机,混动汽车发动机不能常转。因为开启空调而让发动机常转,那么混动车型的油耗优势荡然无存,这时候电动压缩机是最好的选择。

那为什么普通燃油车不装备电动压缩机呢?原因很简单,没有必要。汽车的电能同样是消耗燃油得来的,发动机驱动发电机发电自然会消耗燃油,能量经过一次转换后会有一定的损失。电能驱动电动机的时候能量又经过一次转换,依然会有损失,能量经过两次转换后损失很大,因此用电动空调压缩机代替普通压缩机后燃油经济性反而变差。

但是在特殊情况下,用电动压缩机反而会降低油耗。我们都知道燃油车能量浪费严重,效率低下。例如刹车时动能全部转化为热能散发出去,汽车低速行驶时发动机富余能量也都转化为热量散发出去,如果把这两种能量回收利用那么就可以提高燃油利用率。怎么利用呢?那就是用单独的发电机来回收,踩刹车时发电机介入,依靠发电机阻力来实现刹车,势能推动发电机发电。低速工况时发电机吸收富余能量发电,发电后存储在电池内。这时候电池就可以为电动压缩机供电了,而且不需要消耗燃料,只有电量不足时发动机才会启动充电。

其实这就是当前的油电混动汽车,在燃油车的基础上增加了能量回收装置,高压电机、电池等原件而来的。

PHEV&EV均可驻车使用空调休息_安全没有问题内容概要:空调系统压缩机概念,冷空调驱动原理,怠速安全使用空调的方式,四类混动车辆的差异。驻车使用汽车空调怎样才能保证安全?似乎因停车怠速使用空调,导致有害气体中毒引起的严重案例每年都会发生,本篇就来普及一下是什么原因导致了这种可怕结果,首先要从「压缩机」与冷空调运行的原理作为切入点。

纯电动汽车空调压缩机,为什么不能在汽车上装个电机来驱动空调压缩机达到省油的目的呢?

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制冷原理俗称“雪种”的制冷剂是汽车与家用空调制冷的核心,曾经使用的制冷剂是众所周知的【氟利昂】,但由于这种物质对臭氧层的破坏非常严重所以被淘汰了。目前普遍使用的是环保型的「四氟乙烷」,这种物质在零下26.2℃(摄氏度)的低温环境中就会沸腾蒸发为气态。

纯电动汽车空调压缩机,为什么不能在汽车上装个电机来驱动空调压缩机达到省油的目的呢?

四氟乙烷是一种沸点非常低的理想制冷剂——因为便于实现蒸发“吸热”,下图为冷空调系统的运行原理,尝试去理解一下吧。

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制冷基础:在绝大多数区域使用的汽车,其冬季的环境温度也不会低于﹣26.2℃,也就是说四氟乙烷会是体积相当大的气态。但是汽车狭小的管路内部没有充足的空间,所以就得把气态制冷剂压缩的小一些。结果是制冷剂贮存在压缩机的位置有很高的压力,推动这些高压力的制冷剂就需要很强的力量——压缩机说白了就是以驱动力推动气态制冷剂在管路内运动,参考下图。

纯电动汽车空调压缩机,为什么不能在汽车上装个电机来驱动空调压缩机达到省油的目的呢?

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纯电动汽车空调压缩机,为什么不能在汽车上装个电机来驱动空调压缩机达到省油的目的呢?

推动制冷剂从压缩机到冷凝器降温,再到储液干燥罐脱水,随即到热力膨胀阀使其变化为液态;最终流动到温度适中高于零度的蒸发器,通过远超四氟乙烷沸点的温度使其再次变化为气态,在蒸发过程中利用“蒸发吸热”原理为蒸发器降温。再以鼓风机将热空气吹过低温蒸发器,利用蒸发器吸热为空气降温就是冷风了——整个流程需要约5~7PS的公制马力才能驱动,动力来自哪呢?

纯电动汽车空调压缩机,为什么不能在汽车上装个电机来驱动空调压缩机达到省油的目的呢?

(图为公知马力概念-驱动75公斤物体以一秒一米的速度移动)

制动_源动力1:由于压缩机需求的马力很大,燃油动力汽车原车发电机的功率仅仅为「1.0/1.5kw」区间,相当于公制马力1.36~2.0PS。其发电量远远不能满足压缩机用电机驱动的功耗,所以只有退而求次使用发动机提供动力;结构特点为发动机曲轴(动力输出核心)用皮带与压缩机带轮连接,重点如下。

没有打开A/C压缩机开关时,发动机带动压缩机带轮空转(不制冷)。打开A/C压缩机开关后,电磁离合器吸合连接带轮,压缩机开始驱动制冷剂运转流动。重中之重:压缩机的功耗可理解为每小时耗电3~5度(kwh),原车电瓶的容量平均只有0.6kwh。所以熄火后也不能用电瓶驱动压缩机,打开风挡也只是鼓风机吹自然风而已。

2:插电混动与电动汽车使用「电压缩机」,实际就是和家用空调概念相当的机器;其功率与燃油车压缩机相当,不过这些新能源汽车的电池容量很大,普通PHEV(插电混动)车辆有10~20kwh的容量,高标准纯电动汽车更是会有70/80kwh的电池组。容量有冗余则不用担心电压缩机的功耗,而且在使用可变排量(变频)压缩机的前提下,只要达到预设低温后、恒温的电耗会相当低。

综上所述,空调系统的压缩机不论是发动机带动被动运转,还是电驱压缩机都有很高的功耗。想要在熄火后能使用冷空调必须有充足的电池组容量,但燃油汽车没有大电池所以想用空调就只能怠速运转使用,这是造成危险的核心因素——因为怠速也是发动机燃烧做功的运行状态,做功排放的尾气有害物实际非常多;反之电压缩机依靠电磁场转化动力,车辆没有任何排放物自然会更加安全,这就是新能源汽车可以启动后使用空调的原因,下面再来了解一组重要的“番外知识”。

尾气排放_核心物质一氧化碳 二氧化碳氮氧化物上述三类物质均会造成人体窒息!而其中影响最严重的实际还不是一氧化碳,因为尾气排放物中的主要成分是二氧化碳(CO2),CO的占比是很低的。CO2本身并不是一种有毒气体,因为常压与正常海拔的空气中就有0.03%的这种气体,但是CO2的浓度过大一定会非常危险——该气体浓度变高,氧浓度就会下降。

知识点:每消耗一升汽油约产生接近2.4公斤的二氧化碳,普通1.5排量的发动机开启冷空调怠速一小时可以消耗1.5升左右的燃油。空气中的CO2浓度超过3%会让人呼吸急促,只是在睡梦中不容易发觉而已;在比例接近10%的过程中,人体会逐渐失去运动能力。

比例超过10%就会丧失所有直觉,同时呼吸系统也会停止“工作”,结果自然是因窒息而导致死亡。其次氮气的浓度升高也会带来相同的问题,而这两种物质都是怠速运行中会大量产生的气体。所以说怠速停车休息不仅仅是一氧化碳危险,CO2会更快的出现问题——一定要怠速停车休息必须找到空气流畅性好的位置停车,车辆也要尽量与外部通风才能保证安全。

混动技术与压缩机混合动力汽车可分为三大类,其冷空调系统是有很大区别的。最低等级_MHEV轻混系统,这种混动汽车不具备纯电驾驶能力与电压缩机。因其全车只有一台BSG发电启动一体电机,结构实际与压缩机相同,是通过皮带与发动机曲轴连接。运行原理是在汽车高负荷运行过程中,利用小功率电机辅助驱动以降低内燃机运行负荷(实现节油);但由于输出动力需要通过曲轴,所以并不能单独运行。

由于MHEV的功能性非常有限,所以这一技术只是作为燃油车的“锦上添花”;说白了也是“聊胜于无”的标准,是以混动作为卖点但实际没有什么实际效果的平台,电池组容量往往只有1kwh不到,所以不可能使用电压缩机,那么怠速冷空调也要注意安全哦。

过渡等级_HEV油电混合汽车,此类混动平台是有电压缩机和纯电行驶能力的。但是因为HEV也是为了控制生产成本的“低配混动汽车”,功能的扩展是不能否认的事实,然而高成本的动力电池还是只装备了1kwh左右;结果造成了纯电行驶只有几百米的能力,驱动电压缩机制冷也只能用十几分钟而已。所以HEV汽车只适合在拥堵路段挪车时使用纯电空调,功能的极限只是节油减排而已。

最终等级_PHEV插电式混动汽车,其运行模式包括EV纯电或增程驾驶,纯电续航能力会在50/100公里区间。这就需要10~20kwh的电池组(容量)了,驱动电压缩机也能用七八个小时;想要安全的怠速用空调的话,PHEV是混合动力汽车中最佳选项,当然EV纯电动汽车能用更长的时间,只是要为续航里程焦虑一些而已。关于怠速使用空调的注意事项就聊这么多,一定要记住【远离尾气·安全第一】。

编辑:天和Auto

内容:原创首发

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2021-10-27

2021-10-27