电动空调在重卡和工程车上的应用

电动空调在重卡和工程车上的应用

郭利敏

（安徽江淮汽车集团股份有限公司重型车分公司质量管理部安徽合肥230601）

摘要：电动汽车作为目前新能源汽车的主要类型，已公认为是汽车的发展方向。尽管目前电动汽车的动力性、经济性和舒适性与传统燃油汽车还存在一定的差距，但无论是政府、科研机构，还是汽车制造商都在致力于电动汽车与传统汽车相比性能上的突破。作为汽车舒适性之一的空调性能已成为现代汽车消费者的基本要求。然而，由于电动汽车的动力源与传统燃油汽车有着本质的不同，其空调系统也有着较大的差别。

关键词：电动空调；重卡；工程车；应用；

随着环保意识的增强，新能源汽车将成为未来汽车的主流方向。据估计2025年后，中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占50%左右，而新能源汽车的保有量将稳步上升。我国对于新能源汽车发展的支持力度非常大，电动汽车科技发展“十二五”专项规划明确指出，发展电气化程度比较高的纯电动汽车，是中国新能源汽车技术发展的重中之重。

一、电动空调系统

1.电动空调系统概述。电能驱动相对于传统燃油发动机驱动，总的能量利用率更高（电动汽车的能量利用率大概为17.8%，燃油汽车的能量利用率大致为10.3%），而空调系统是电动汽车功耗最大的辅助子系统，它的功耗占所有辅助子系统功耗的60%～75%，因此电动空调系统的使用相对提高了能量利用率。有资料显示，在炎热的夏天，比起发动机驱动的空调装置来，由电动机驱动的空调装置所消耗的能量要少20%。传统汽车与电动汽车空调系统的区别在于：电动汽车没有发动机的余热可以利用或者不能完全利用发动机的余热，需采用热泵型空调系统或辅助加热器；电动空调压缩机可以采用电动机直接驱动，但对压缩机高转速性和密封性的要求较高。对于电动空气调节系统，目前采用的方案主要包括电动热泵式空调系统、电动压缩机制冷与电加热器混合调节空调系统。

2.电动空调系统的优点。相比传统空调系统，电动空气调节系统在环境保护、前舱结构布置以及车厢舒适性等各项指标上均处于优势，其主要优点如下。1）电驱动压缩机空调系统可以采用全封闭的HFC134a（目前主要汽车空调用制冷剂）系统及制冷剂回收技术，整体的高度密封性可以减小正常运行以及修理维护时制冷剂的泄漏损失，从而减少了对环境的污染。2）电动空调的压缩机靠电动机驱动，因此可以通过精确的控制以及在常见热负荷工况下的高效率运行来降低空调系统的能耗，从而提高整车的经济性。电动压缩机相对于传统机械式压缩机效率较高，也可以减少能量消耗。3）采用电驱动，噪声较低、可靠性高、使用寿命长、故障率低。4）对于一体式电动压缩机，取消了发动机与压缩机之间的传动皮带，没有了张紧件的质量，相对于传统结构减小了整车质量。

二、电动空调在重卡和工程车上的应用

目前国内重卡、工程车保有量相关可观，如果电动驻车空调的实际应用能很好的解决驾驶员舒适性问题，该市场将非常巨大。

1.电动空调在重卡上的应用。重卡发动机动力强劲，当然油耗也非常高，这也就导致几乎没有哪位重卡司机能接受驻车时开启空调的油耗。然而，重卡司机又必须面临一个两难的问题：夜间休息或者装卸货时需要留在车内，如果开启空调油耗太高无法接受，不开空调车内高温无法忍受。电动空调的将成为解决该问题的不二之选。根据智研咨询发布的《2017-2022年中国重卡市场运行态势及投资战略研究报告》文中报告，截止2015年06月，中国重卡车辆保有量已经超过540万辆。同时因为重卡的更换周期一般5年左右，暂不计今后国内货运运力提升、重卡数量的增加，仅按此计算，平均每年重卡需求不低于100万台，则电动空调平均每年需求量至少理论上不少于100万台。

2.电动空调在工程类车辆上的应用。工程机械车辆种类繁多，外形不一，有驾驶舱结构类似重卡类的混泥土搅拌车，也有驾驶舱敞口的类似挖掘机、推土机等。混泥土搅拌车对电动空调的需求类似重卡，而敞口类的工程车，更是对空调有解决从无到有的需求。因为敞口，这类工程车在出厂时均没有安装空调。关于“微环境降温”的概念，可以考虑采用小功率的电动空调，空调冷风出口针对驾驶员降温，不细化驾驶舱内的温度，这样既解决了驾驶员的需求，同时因为电动空调的功耗不高。如果采用外部蓄电池供电或结合光伏太阳能使用，更加解决了独立电源的问题，这将是目前解决这类敞口工程车驾驶员降温的最佳方案。根据中国工程机械工业协会首席顾问韩学松先生在的《工程机械与维修》《今日工程机械》上发布的调查数据显示，按工程机械类车辆更换周期一般也不长于4年，在不计保有量持续上升的前提下，平均每年替换数量将达到近180万台。该领域也将成为电动空调车载使用的另一片主要应用范围。

3.电动空调的成本节约分析。电动空调除了可以解决停车使用的驻车休息问题，还可以在车辆行进过程中替换原有的车辆空调，尤其上文所述对于工程车主要就是用在驾驶员工作过程中。下面以重卡为例，且不论驻车休息解决了空调有无的问题，在重卡运行时，按现有车辆的实际情况，开启空调最低将增加每100公里2升左右的油耗，按油价平均5元计算，则每100公里最少节约10元油费，而重卡类货车几乎常年奔波在道路上，平均每月6000-10000公里行程不在话下。则节油最低每月可到600-1000元。照此计算，每年节约不少于5000-10000元。这还不计驻车情况下使用。可见，电动空调的使用既能解决重卡类似司机驻车休息的问题，还能在车辆行进过程中大大节约油耗，因而必将受广大卡车司机们的青睐，这也是非常看好电动空调在该领域能有很大发展空间的主要原因。

三、电动汽车空调的检修注意事项和操作规程

1.电动汽车空调维修注意事项。一是维修人员必须佩戴绝缘手套、绝缘胶鞋、防护眼镜等，并使用绝缘胶垫。这些安全防护用品的耐压等级必须要大于需要测量的最高点压，且无损坏、干燥、清洁，无安全隐患。在维修作业前，要使用警戒栏等进行安全隔离，并树立高压警示牌，进行安全警示，避免安全事故的发生。

二是维修车辆时设置专职监护人员一名，监督维修全过程，主要包括：监督维修人员的组成、工具的使用、防护用品的佩戴、备件的保护、维修安全警示牌的摆放等是否符合要求；检查紧急维修开关是否在作业前断开；监督维修过程中是否严格按安全维修操作规程进行，确保维修过程安全，避免安全责任事故。在断开紧急维修开关10分钟后，并用万用表测量整车高压回路，确保无电后才可检修系统高压部分。

2.电动汽车空调维修操作规程。检修电动汽车空调时要按照以下维修规程进行，以防安全事故的发生：关闭点火开关，将钥匙移出智能系统探测范围外。戴上绝缘手套、防护眼镜，穿上绝缘胶鞋，铺设绝缘胶垫，使用警戒栏等安全隔离措施，并树立高压警示牌。拔下高压电池的橙红色维修手柄，等待10分钟以上时间确保变频器总成内的高压电放完。检测变频器输出端子的电压，确认为0V

后，才能根据实际故障现象进行故障检修，如需要断开高压线路，必须用绝缘胶带包好。

现有的汽车空调全部都是采用发动机作为动力来源，这样的空调在停车关闭发动机时空调无法工作，无法解决司机驻车休息时开启空调的问题。目前已有不少前期从事汽车空调配件生产或制冷节能产品开发的企业看中了电动汽车空调这一市场领域，开发并生产相关的电动汽车空调。

参考文献：

[1]谢卓，陈江平，陈芝久．电动车热泵空调系统的设计分析[J]．汽车工程，2016（8）

[2]曹中义．电动汽车空调系统解决方案[J]．汽车电器，2017（3）