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                新能源汽車產業鏈研究(空調企業篇)
                作者:admin
                1、電動汽車用空調原理
                對于電動汽車以及其他擁有高壓電源的汽車來說,均可以采用電動壓縮機制冷空調系統。該系統的基本原理為,電池組的直流電經逆變器為空調壓縮機驅動電動機供電,空調電動機帶動壓縮機旋轉,從而形成制冷循環,產生制冷效果。電動壓縮機制冷空調系統相對于傳統汽車空調系統的改變量小,在結構上只是壓縮機驅動動力源由發動機變為驅動電動機。
                電動空調是為電動汽車開發的,與傳統汽車空調壓縮機的區別是自帶電機結構驅動和控制器進行控制,只需接入電源和控制信號。動力來源于電動汽車電池。

                圖表1 傳統汽車空調與電動汽車空調結構對比


                燃油汽車空調系統的暖風熱源主要由發動機冷卻液提供,而電動汽車的暖風系統與之不同。電動汽車空調系統暖風常見的方案如下:
                ①熱泵。由傳動帶驅動的直流無刷電動機的電動汽車熱泵式空調系統工作原理如圖所示??照{系統的制冷/制熱模式由四通換向閥轉換,實線箭頭表示制冷工況,虛線箭頭表示制熱工況。從原理上講,該系統與普通的熱泵空調并無區別,但是用于電動汽車上,其專門開發了雙工作腔滑片壓縮機、直流無刷電動機和逆變器控制系統。在熱泵工況下,系統從融霜模式轉為制熱模式時,風道內換熱器上的冷凝水將迅速蒸發,在風窗玻璃上結霜,影響駕駛的安全性。
                ②PTC電加熱器。PTC電加熱器是采用PTC熱敏電阻元件為發熱源的一種加熱器。PTC熱敏電阻通常是用半導體材料制成的,它的電阻隨濕度變化而急劇變化,當外界溫度降低,PTC電阻值隨之減小,發熱量反而會相應增加。按材質可以分為陶瓷PTC熱敏電阻和有機高分子PTC熱敏電阻。用于空調輔助電加熱器的是陶瓷PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻元件因具有隨環境溫度高低的變化,其電阻值隨之增加或減小的變化特性,所以PTC加熱器具有節能、恒溫、安全和使用壽命長等特點。

                圖表2 電動汽車熱泵式空調系統原理


                空調輔助電加熱器可以分為粘接式陶瓷PTC加熱器和金屬PTC管狀加熱器。粘接式陶瓷PTC加熱器是將多個陶瓷PTC芯片及鋁波紋散熱片用耐高溫樹脂膠粘接在一起的加熱器,其散熱性好,電氣性能穩定。其中粘接式陶瓷PTC加熱器又分為加熱器表面帶電型和加熱器表面不帶電型。
                金屬PTC管狀加熱器采用進口鎳鐵合金絲為發熱材料,發熱管外鑲鋁散熱片,其散熱效果非常好。加熱器配用溫度控制器和熱熔斷器,使產品使用更安全可靠。這種加熱器具有PTC材料的良好特性,一些空調均采用此類加熱器作為輔助加熱。
                ③余熱+輔助PTC。利用大功率器件(功率變換、驅動電機、電機控制器等)工作時產生的熱量,對車內環境進行熱交換。當熱量不足時,啟用輔助PTC加熱器。
                新能源汽車空調能耗占整車能耗15%以上;PTC熱電阻加熱供暖方式能耗很大,熱泵技術節能效果明顯,成為替代PTC的應用趨勢。國外的寶馬、三菱、日產都開始采用電動渦旋壓縮機的技術來進行采用,目前國內現在也有部分車型的采用,但是現在的技術水平還是處于單機的水平。
                對于熱泵技術,進一步提升功率密度,降低工作溫度是下一步研發的重點,也是節能重要的手段。

                2、電動汽車空調系統市場概況
                汽車空調系統包括眾多零配件,主要包括: 壓縮機、蒸發器、冷凝器、暖風芯體、水箱、中冷器、油冷器、HVAC 管路總成、HVAC 外殼膨脹閥、控制單元等。
                在傳統汽車空調領域,主要以外資品牌為主,根據近幾年中國汽車空調銷量統計,SUV和皮卡空調市場排名靠前包括法雷奧、電裝、偉世通、Macs、協眾南京、德爾福等;商用車空調方面有協眾南京、湖北美標、東風貝洱、法雷奧等;空調市場總體排名靠前的包括法雷奧、德爾福、偉世通、電裝、三電貝洱等,占50%以上市場份額。
                國內的汽車空調企業圍繞整車廠分布,大多與該地區整車廠有合資關系。如貝洱與東風合資建有東風貝洱,一汽與法雷奧合資建有一汽法雷奧,空調國際與長安合資建有南方英特,上汽華域與三電、貝洱合資建有上海三電貝洱等。
                新能源汽車空調方面,國內本土企業關鍵技術缺乏,研發能力有限,大都是移植轎車空調系統,更換下壓縮機方式解決,無法滿足現階段要求。另外,外資企業占有技術優勢,但不愿意對國內企業做技術轉讓。
                目前新能源汽車用空調市場仍延續傳統汽車空調市場格局,整車與空調企業供應關系變化不大。
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