车用空调技术迎来革新时代

“新能源汽车的快速发展对车用空调系统提出了新的要求，同时会引发新的技术变革。”上海交通大学机械与动力学院教授陈江平在近日召开的第九届格朗吉斯技术研讨会接受记者采访说，消费升级和节能减排“大考”的影响也会迫使汽车空调技术不断提升效率以适应市场所需。

    目前高效空调系统更是车用空调行业着力推进的重点工作。受工信部委托，中国汽车工业协会汽车空调委员会一直在积极推动“高效空调奖励方案”，希望通过激励的方式促进整车企业使用先进技术。近日，中国汽车工业协会汽车空调委员会秘书长薛庆峰对记者说：“目前相关征求意见稿正在修订并有待发布。”可见，高效、轻量化和满足新能源汽车需求是未来我国汽车空调技术的发展趋势。

    ■新解决方案呼之欲出

    车用空调市场正在发生的变化，会影响其技术及性能的演变。某整车企业负责空调设计的专家在采访中指出，一是消费者个性化需求与日俱增，如夏天制冷更快、冬天空调系统更舒适更智能等。二是对车内空气质量关注度提高，也对空调系统设计提出了新要求。三是节能减排压力促使汽车企业进行高效空调技术的开发和推广。吉利汽车研究院空调组专家也认为，随着节能减排压力的增加，企业正在逐步实现由提升性能到提升效率的转变，也就是，在不增加甚至会降低功耗和重量的前提下，将性能提升上去。

    新能源汽车行驶中，空调不仅要提供舒适性，而且会影响到续航里程和电量的分配问题，汽车空调系统正面临新的技术更迭和挑战，其中涉及到关键部件如压缩机、冷凝器等的结构优化、工艺设计进一步提升、材料应用的可靠性升级等等，这些都需要企业快速调整和积极应对。在没有发动机情况下采暖方式发生变化，纯电动汽车所需的冷凝器要重新设计，思路和理念完全不一样。此外，在轻量化、小型化趋势下，冷凝器的工艺将如何变更、其性能如何保证、效率又如何进一步提升等，都是企业正在或即将面临的问题。

    无论高效空调、轻量化的实现亦或是电动车应用的满足，都驱使企业不断改变原有的技术和工艺或采用新的解决方案。豫新汽车空调股份有限公司汽车空调两器制造厂总工程师徐航说：“高效也是汽车空调行业追求的目标，我们也在加大高效空调技术研发等方面的投入。”

    ■冷凝器技术升级空间大

    冷凝器对汽车空调效率的影响比较大，其通过改进来提升效率的空间也比较大。

    空调专家解释道：“汽车空调主要能耗在压缩机上，压缩机就像发动机一样有很多性能曲线，通常压比在4～6范围内是最佳的（性能好、功耗低）。而冷凝器和冷却风扇主要负责为空调系统确定正常工作压力，冷凝器设计比较好的话，会维持让压缩机处于正常的吸排气压力，让压缩机在高效的性能区间去工作，进而降低功耗。冷凝器的好坏直接影响到其对汽车空调节能降耗方面的贡献率。”

    冷凝器目前所涉及的关键技术主要为扁管及翅片结构的设计优化、焊接技术及材料系统的开发确定保证焊接过程的可靠及使用过程的耐腐蚀。而判断冷凝器优劣的关键主要看其单位面积的换热性能和通风效果、可靠性、耐久性以及材料体系的耐腐蚀性能。

    冷凝器芯体尺寸，芯体越大换热面积越大，对空调系统的性能影响也越大。他解释，冷媒压降和空气压降也是冷凝器的主要参数，这与冷凝器芯体的各个子零件的冷媒流道和散热片的角度等有关系。此外，材料的好坏对冷凝器换热能力和强度亦有较大影响。而在关键技术设计上，目前冷凝器以过冷式设计为主，此设计的优势是尽量使冷媒在进口的气态经过冷凝器换热之后转化为液态到出口，间接增强了蒸发器的换热性能。

    虽然冷凝器技术和制造水平已非常成熟，但仍然存在较大提升空间。一是降低成本。目前的技术难点之一就是如何用低成本造出高性能的芯体。这就要求企业对材料、设计工艺、制造等各个环节和当中的细节入手。二是材料减重。在保证性能要求的前提下尽可能降低材料重量，使复合多层材料应用在扁管上成为了可能，提高了焊接的可靠性及冷凝器的抗腐蚀性能。三是制造工艺提升。目前冷凝器设计制造工艺正在不断改进升级，如折叠管成型制造技术，这将是未来的一个主要技术趋势。此外，冷凝器设计还能够进一步紧凑、轻量化，扁管内部结构的优化，翅片上窗口几何结构的优化等。