車用空調(diào)技術(shù)迎來革新時(shí)代

“新能源汽車的快速發(fā)展對(duì)車用空調(diào)系統(tǒng)提出了新的要求，同時(shí)會(huì)引發(fā)新的技術(shù)變革。”上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力學(xué)院教授陳江平在近日召開的第九屆格朗吉斯技術(shù)研討會(huì)接受記者采訪說，消費(fèi)升級(jí)和節(jié)能減排“大考”的影響也會(huì)迫使汽車空調(diào)技術(shù)不斷提升效率以適應(yīng)市場(chǎng)所需。

    目前高效空調(diào)系統(tǒng)更是車用空調(diào)行業(yè)著力推進(jìn)的重點(diǎn)工作。受工信部委托，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)汽車空調(diào)委員會(huì)一直在積極推動(dòng)“高效空調(diào)獎(jiǎng)勵(lì)方案”，希望通過激勵(lì)的方式促進(jìn)整車企業(yè)使用先進(jìn)技術(shù)。近日，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)汽車空調(diào)委員會(huì)秘書長薛慶峰對(duì)記者說：“目前相關(guān)征求意見稿正在修訂并有待發(fā)布。”可見，高效、輕量化和滿足新能源汽車需求是未來我國汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

    ■新解決方案呼之欲出

    車用空調(diào)市場(chǎng)正在發(fā)生的變化，會(huì)影響其技術(shù)及性能的演變。某整車企業(yè)負(fù)責(zé)空調(diào)設(shè)計(jì)的專家在采訪中指出，一是消費(fèi)者個(gè)性化需求與日俱增，如夏天制冷更快、冬天空調(diào)系統(tǒng)更舒適更智能等。二是對(duì)車內(nèi)空氣質(zhì)量關(guān)注度提高，也對(duì)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了新要求。三是節(jié)能減排壓力促使汽車企業(yè)進(jìn)行高效空調(diào)技術(shù)的開發(fā)和推廣。吉利汽車研究院空調(diào)組專家也認(rèn)為，隨著節(jié)能減排壓力的增加，企業(yè)正在逐步實(shí)現(xiàn)由提升性能到提升效率的轉(zhuǎn)變，也就是，在不增加甚至?xí)档凸暮椭亓康那疤嵯?，將性能提升上去?/p>

    新能源汽車行駛中，空調(diào)不僅要提供舒適性，而且會(huì)影響到續(xù)航里程和電量的分配問題，汽車空調(diào)系統(tǒng)正面臨新的技術(shù)更迭和挑戰(zhàn)，其中涉及到關(guān)鍵部件如壓縮機(jī)、冷凝器等的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝設(shè)計(jì)進(jìn)一步提升、材料應(yīng)用的可靠性升級(jí)等等，這些都需要企業(yè)快速調(diào)整和積極應(yīng)對(duì)。在沒有發(fā)動(dòng)機(jī)情況下采暖方式發(fā)生變化，純電動(dòng)汽車所需的冷凝器要重新設(shè)計(jì)，思路和理念完全不一樣。此外，在輕量化、小型化趨勢(shì)下，冷凝器的工藝將如何變更、其性能如何保證、效率又如何進(jìn)一步提升等，都是企業(yè)正在或即將面臨的問題。

    無論高效空調(diào)、輕量化的實(shí)現(xiàn)亦或是電動(dòng)車應(yīng)用的滿足，都驅(qū)使企業(yè)不斷改變?cè)械募夹g(shù)和工藝或采用新的解決方案。豫新汽車空調(diào)股份有限公司汽車空調(diào)兩器制造廠總工程師徐航說：“高效也是汽車空調(diào)行業(yè)追求的目標(biāo)，我們也在加大高效空調(diào)技術(shù)研發(fā)等方面的投入。”

    ■冷凝器技術(shù)升級(jí)空間大

    冷凝器對(duì)汽車空調(diào)效率的影響比較大，其通過改進(jìn)來提升效率的空間也比較大。

    空調(diào)專家解釋道：“汽車空調(diào)主要能耗在壓縮機(jī)上，壓縮機(jī)就像發(fā)動(dòng)機(jī)一樣有很多性能曲線，通常壓比在4～6范圍內(nèi)是最佳的（性能好、功耗低）。而冷凝器和冷卻風(fēng)扇主要負(fù)責(zé)為空調(diào)系統(tǒng)確定正常工作壓力，冷凝器設(shè)計(jì)比較好的話，會(huì)維持讓壓縮機(jī)處于正常的吸排氣壓力，讓壓縮機(jī)在高效的性能區(qū)間去工作，進(jìn)而降低功耗。冷凝器的好壞直接影響到其對(duì)汽車空調(diào)節(jié)能降耗方面的貢獻(xiàn)率。”

    冷凝器目前所涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要為扁管及翅片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化、焊接技術(shù)及材料系統(tǒng)的開發(fā)確定保證焊接過程的可靠及使用過程的耐腐蝕。而判斷冷凝器優(yōu)劣的關(guān)鍵主要看其單位面積的換熱性能和通風(fēng)效果、可靠性、耐久性以及材料體系的耐腐蝕性能。

    冷凝器芯體尺寸，芯體越大換熱面積越大，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的性能影響也越大。他解釋，冷媒壓降和空氣壓降也是冷凝器的主要參數(shù)，這與冷凝器芯體的各個(gè)子零件的冷媒流道和散熱片的角度等有關(guān)系。此外，材料的好壞對(duì)冷凝器換熱能力和強(qiáng)度亦有較大影響。而在關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)上，目前冷凝器以過冷式設(shè)計(jì)為主，此設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)是盡量使冷媒在進(jìn)口的氣態(tài)經(jīng)過冷凝器換熱之后轉(zhuǎn)化為液態(tài)到出口，間接增強(qiáng)了蒸發(fā)器的換熱性能。

    雖然冷凝器技術(shù)和制造水平已非常成熟，但仍然存在較大提升空間。一是降低成本。目前的技術(shù)難點(diǎn)之一就是如何用低成本造出高性能的芯體。這就要求企業(yè)對(duì)材料、設(shè)計(jì)工藝、制造等各個(gè)環(huán)節(jié)和當(dāng)中的細(xì)節(jié)入手。二是材料減重。在保證性能要求的前提下盡可能降低材料重量，使復(fù)合多層材料應(yīng)用在扁管上成為了可能，提高了焊接的可靠性及冷凝器的抗腐蝕性能。三是制造工藝提升。目前冷凝器設(shè)計(jì)制造工藝正在不斷改進(jìn)升級(jí)，如折疊管成型制造技術(shù)，這將是未來的一個(gè)主要技術(shù)趨勢(shì)。此外，冷凝器設(shè)計(jì)還能夠進(jìn)一步緊湊、輕量化，扁管內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，翅片上窗口幾何結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等。