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纯电动汽车空调系统是如何工作的?

2025-12-05 14:14 发布

对于电动汽车空调系统,其与传统汽车存在显著差异。电动汽车没有发动机作为动力源,因此,空调系统的工作方式也有所不同。本文主要介绍纯电动汽车空调系统的工作原理,包括制冷和暖风系统:

对于纯电动汽车,没有发动机作为空调压缩机的动力源,同时,发动机余热也无法利用,以达到取暖和除霜的效果。在燃料电池电动汽车中,虽然没有发动机作为压缩机的动力源,但燃料电池发动机可以产生稳定的余热。对于混合动力电动汽车,发动机由其控制策略决定,不能随时作为制冷压缩的动力源。

纯电动汽车空调系统中的制冷系统主要依靠热电式制冷、电动压缩机制冷或余热制冷三种方式。其中,余热制冷适用于燃料电池电动汽车。热电式制冷是固态制冷技术,它不需要制冷剂,也没有运动部件。热电堆在通电时,自由电子和空穴在外电场的作用下,离开冷端向热端移动,产生制冷效果。冷端通过热交换器吸热,而热端通过热交换器散热。

热电式制冷具有以下特点:需要直流电源,改变电流方向即可产生制热或制冷的效果;制冷时间短,热惯性小;温度控制精度高,可以连续调节;在正确设计和应用条件下,其制冷效率可达90%以上,而制热效率远大于1;体积小、重量轻,有利于减小电动汽车的整备质量;可靠性高,寿命长,维护方便;没有振动、无摩擦、无噪声且耐冲击。

电动汽车空调系统的暖风系统通常由热泵或PTC电加热器提供。热泵式空调系统通过四通换向阀转换制冷和制热模式。在制热模式下,热泵从融霜模式转为制热模式时,风道内换热器上的冷凝水迅速蒸发,可能导致风窗玻璃结霜,影响驾驶安全。PTC电加热器是一种利用PTC热敏电阻元件作为发热源的加热器,具有节能、恒温、安全和使用寿命长等特点。

PTC热敏电阻元件的电阻值会随着环境温度的变化而变化,从而调节发热量。粘接式陶瓷PTC加热器和金属PTC管状加热器是常用的两种类型,它们都具有良好的散热性能和电气稳定性。当使用余热+辅助PTC系统时,可以利用大功率器件工作时产生的热量对车内环境进行热交换,不足时启用辅助PTC加热器。

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