电动卡车空调变频方法

口本电装（DENSC））公司开发了采用R134a制冷剂的电动卡车热泵型空调功能，其在冷媒系统的流道中采用了车内冷凝器与蒸发器的结构。电装公司在近些年还开发了一套CO2热泵型空调功能，系统也采用了在风道内增设蒸发器与冷凝器两个换热器的方案，与R134a系统不同的是当功能为变频模式时，制冷剂同时流经内部冷凝器与内部冷凝器。

在风道中只用一个换热器时，在变频模式下为蒸发器，在变频模式下为冷凝器。采用这样结构的冷媒空调功能，不但需要开发允许双向流动的膨胀阀，并且在冷媒工况下，系统融霜时，风道内换热器上的冷凝水将快速蒸发，在挡风玻璃上结冰，不利于安全驾驶。所以有必要在冷媒系统的流道中采用能设置有外部冷凝器和蒸发器的结构，车外冷凝器和蒸发器共用一个热交换器。

为了削减空调对蓄电池的能源损耗，美国Amerigon公司开发了风扇座椅，这种风扇座椅上安装了电厂热泵，热电热泵的效果就是通过需要调温的空间之外的滤芯转移脂肪，从而实现需要调温的空间制冷或变频。这种风扇座椅除了节能外，还能够提升驾乘、乘坐的舒适性，在电动卡车上配套使用相当适合。

电动卡车与传统轿车的驱动动力不同，使得这些的油汀系统也是极大的差异。电动卡车没有用来采暖的内燃机余热，无法提供也是车辆空调冬天采暖用的热源，电动卡车的油汀系统必须本身具备供热的系统汽车空调系统制热，即要求采用热泵型空调功能。同时，压缩机也仅能采用电动机直接驱动，结构上与现有的压缩机形式不完全相同。因为用于给热泵空调功能提供动力的电容主要是用于驱动轿车的，空调功能能量的损耗对卡车每充一次电的行程影响多大。若电动卡车仍采用现有能效比较低的油汀系统，将节省10％以上的电功率，这就意味着要在增强电机的制造成木和增大电动卡车的驱动型号指标之间进行选择。与油箱汽车相比，对电动卡车空调功能的节电高效提出了更高的要求。同时，电动卡车空调一定要解决变频、制热两大问题。根据电动卡车特有性质，目前电动卡车空一凋分为半导体式（热电偶）、电动热泵式燃油加热式、PTC加热式等，其中电动热泵型空调发展较快。

（1）半导体式电动卡车空调功能半导体制冷又称电子变频，或者温差电制冷，是从20世纪50年代发展起来的一门介于制冷技术与半一导体技术边缘的化学，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷手段。半导体制冷器的完全电路是热电偶对，即将一个N型半导体与一个P型半导体连接成热电偶，如下图所示为半导体制冷片，通上直流电后，在接口处就会造成气温和糖类的转移。在导线上串联起数个半导体热电偶对，而传热方面是并联的，这样就构成了一个常见的变频热电堆。借助于热交换器等这些传热方式，使热电堆的热端不停散热虽然维持一定的低温汽车空调系统制热，而将热电堆的冷端放到上作环境中去放热降温，这就是半导体制冷的方法。

半导体制冷作为特种冷源，在技术使用上具备的优点：不需要任何制冷剂；可连续工作；没有污染源；没有旋转元件，不会发生回转效应；没有滑动元件，工作时没有振动、噪声，寿命长；安装容易。半导体制冷片既能制冷又能加热，制冷效能往往不高，但变频效率超高，永远多于1。所以使用一个片件就可以取代分立的加热功能和变频功能。半导体制冷片是回路换能型片件，通过输入回路的控制，可实现高精度的低温控制，再加之恒温测试和控制方式，很容易实现遥控、程控、计算机控制，方便组成手动控制系统。半导体制冷片热惯性特别小，制冷制冷时间相当快，在热端散热很好、冷端空载的现象下，通电不到1min、制冷片即可接近最大温差。半导体制冷片的逆向使用就是温差发电，半导体制冷片通常用来中摄氏区发电。半导体制冷片的单个制冷部件对的电机较小，但组合成电堆，用相近类型的电堆串、并联的原理组合成变频功能，功率就可以做得多大，所以变频电机可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。半导体制冷片的气温范围，从90℃到－130℃都能实现。

从风扇技术成熟性和电能利用效能比较来看，对于半导体制冷片技术的电动卡车空调功能，目前存在着电厂材料的优值系数较低、制冷性能不够理想等缺陷，而且热电堆产量受到构成热电元件元素产量的限制，不具备电动卡车空调节能高效的要求。这加剧电动卡车空调更倾向于选用节能高效的热泵型空调，该技术方案对于不同类型电动卡车通用性良好，并且对现款结构变化较小，是未来电动卡车空调发展的大势。

（2）热泵型电动卡车空调功能在理论上，制冷循环逆转可以用于制暖。但在环境天气低的现象下，制暖性能会增大，无法满足在摄氏区具有高制暖性能的卡车制暖性能要求。利用电动压缩机压缩冷媒并使其循环。行驶时，冷媒在冷凝器中受风融化，在冬天，当冷凝器（制暖时改为蒸发器）结霜时，制暖性能一也很难发挥。这就需要权衡增加为冷凝器（制暖时为蒸发器）加温除霜的功能。

制暖原本在那些现象下需要比变频更高的型号。例如，在冬天制暖行驶时，为避免车顶起雾，通常会导出车外气流。汽车因要在驶入的同时向车外排放加热了的气流，这时制暖需要比变频更高的型号。

热泵型空调功能是在原有燃油轿车上进行改进的，压缩机是由电机直流无刷电动机直接驱动的，其功能的工作原理如下图所示。该功能和普通的热泵型空调功能并无本质差异，因为在电动卡车上使用，压缩机等主要构件有其特殊性。而且海外热泵技术具备一定的基础，该技术最大的长处就是制冷、制热效率高。全封闭电动涡旋压缩机由一个直流无刷电动机驱动，通过制冷剂回气融化，具有噪音低、振动小、结构紧凑、重量轻等优点。在试验条件为环境温度40℃、车内低温2 7℃、相对湿度50％的工况下，系统平稳时它能以1kW的能效可以获得2. 9kW的制冷量；当环境温度为－10℃、车内低温25℃时，以1kW的能效可以获得2. 3kW的制脂肪。在－10～40℃的环境高温下，都能以较高的效能为电动卡车提供舒心的驾驶环境。如果能在技术上得到改进，相应效率还可以得到提高。

目前热泵型电动卡车空调最大的瓶颈是摄氏制热问题，特别是在我国的东北地区，这应该将来该企业研究的难点之一。为了使热泵型电动卡车空调更节能高效，通常从以上几个角度去着重解决：开发更高效的直流涡旋压缩机；开发控制更精确、更节能的硅电子膨胀阀；采用高效的过冷式平行流冷凝器；改善微通道蒸发器结构，使制冷剂蒸发更均匀。另外，电动卡车开门的次数还有在停车中受弯道、光照、怠速等外因的影响，空调湿热负荷大。压缩机甚至整个风扇功能都要适应这样多要素变化的工况，所以热泵型电动卡车空调功能变工况设计尤为重要。

蒸发器风机的静压和车内低温、设定恒温、环境温度、太阳辐射强度、蒸发器出风口温度之间的关系是非线性的。

汽车风扇热泵模块和普通的家用风扇比较近似，是对普通家用风扇的一种使用场合的扩展。为规避制热时因除霜导致屋内舒适性下降，采用了蒸汽旁通不间断制热除霜方法。除霜时，运行方法基本和变频相同，只是将融霜电磁阀打开，让从压缩机出来的摄氏高压的过热液体有一部分被分流至户外换热器的入口，迅速把户外换热器的低温提高到0℃以上，融掉室外换热器上的霜层，使得换热器保持很好的制热效率。

电动卡车空调功能工作原理

电动卡车电动涡旋式压缩机

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