电动空调在汽车领域的应用解析

朱元成　熊伟国　吴群

摘 要：截至目前，电动空调在汽车行业的应用非常有限。几乎所有的汽车空调依然采用发动机作为动力来源，靠皮带传输带动压缩机工作。但随着汽车行业的深入发展，尤其是驻车空调的需求日益明显，同时伴随光伏太阳能技术的日渐成熟，电动空调尤其是电动驻车空调（结合光伏太阳能使用可成为太阳能直流驻车空调）势必在未来汽车行业占据一席之地。

关键词：电动空调；驻车空调；货车空调；太阳能空调；酷凌时代

现有的汽车空调用的压缩机均采用发动机皮带轮带动，其工艺成熟，成本低廉，且因为采用发动机带动，功率十分强劲，因而制冷量足。众所周知，汽车可谓是一个十足的铁疙瘩，当车内开启空调时，自身散热非常快，所以对制冷量的需求相对较大。现有的汽车空调可以满足用户在绝大多数情况下的使用。但是随着汽车行业的深入发展，现有汽车空调的诸多弊病也表现的非常明显：因压缩机由发动机带动，势必大大影响汽车动力且增加油耗；同时因其采用发动机带动，在停车时将无法使用，这给汽车司机在停车等待过程中添加了无穷的烦恼。

由于現有的汽车空调的上述弊端，推动了电动空调在汽车行业的发展，尤其在光伏太阳能大力发展的今天，电动汽车空调的需求也应运而生。任何汽车都带有用于发动机点火、车内控制等的蓄电池，而蓄电池在汽车运行的过程中是可以通过汽车发动机为其充电的，甚至可以通过车顶布置太阳能板而通过光伏太阳能充电（当然，为了保险起见，另配独立蓄电池将是更好的选择），因此可以尝试开发直接用蓄电池驱动的直流汽车空调，来弥补现有汽车空调的不足。

对于汽车自带蓄电池的应用其实由来已久，最典型的例子就是车载冰箱的发明和普及。那又是什么导致直流汽车空调迟滞不前呢？究其原因，作者认为主要有以下几点：

（1）汽车空调多少牵涉汽车改装问题。众所周知，车载冰箱作为一个独立体，用户只需将其放在后备箱，插上点烟器的电源即可使用，无需任何汽车改装。但汽车空调不一样，空调一定要考虑户外机的散热问题，同时要考虑室内机内部的空气循环问题，这是我们普通用户，甚至是一般的汽车修理厂都很难改装的问题。因而电动汽车空调的发展势必需要汽车制造厂的推动。而从商业化的角度上说，汽车制造厂却未必会大胆的对一个既定的工艺成熟、成本低廉的方案做更新和升级。

（2）前文已述，由于汽车是一个全金属的铁疙瘩，日常行驶过程中，又多处于太阳暴晒环境下，同时汽车行驶中车体表面的空气对流非常快，这些都导致车体导热非常快，因而汽车空调对制冷量的要求非常大，甚至远远高于一个小房间所需的1P甚至1.5P的空调。这就导致汽车空调一定要功率很大，而据我们所知，车载蓄电池通常的电压是DC 12V或DC 24V，这样的低电压若要提供几千瓦的功率，空调系统自身的电功耗也势必非常高，从安全和蓄电池的使用要求等方面考虑，这也是汽车使用中所不允许的。

（3）如上述第二点所说，低压直流电需提供很大的功率用于空调系统，空调压缩机的电流将会非常大，如1200W的发动机如果用DC 12V的蓄电池供电，电流将高达100A。目前市售的可以达到如此大电流的小电压压缩机几乎没有，也极不成熟。

由于上述种种原因，导致了直流汽车空调的发展迟滞不前。但在国家大力提倡新能源，大力倡导低碳减排的今天，如何才能推动电动汽车空调的发展呢？作者的公司致力于微小型制冷产品的开发，鉴于对制冷的理解，提出以下发展规划：

（1）从易改装的货车入手，以市场为导向，推动电动空调的发展。上文提到，电动汽车空调的发展制约有一个很重要的原因就是改装的问题，那么相对而言，小汽车的改装很困难，而货车的改装相对简单很多，可以将空调分为室内机和室外机两个部分，室内机放置在车厢内部，室外机外挂车厢外面。从安装的角度先解决了可行性问题，当该方法在市面是上推开以后，自然而然会倒逼刺激车厂的改革和更新。

（2）由刚需入手，逐步深入和细化。前文已提出从易于改装的货车开始，而且我们还要从货车的驻车电动空调着手。货车司机在装卸货或者休息时，一般必须留在车内，而此时车子是停止的，无需发动，如果没有空调，人在车内势必难以承受。如果开启车子的自带空调就必须启动车子，而大货车的油耗非常之高，就会造成高昂的成本。这一领域就是我们所说的刚需，也即大货车的电动驻车空调。在推进该产品后，更进一步可以根据实际的冷量需求逐步细化深入。

（3）从改装车市场入手，逐步深入到车厂。根据我司接触的一些客户反馈信息而言，目前最亟待解决的包括：货车司机电动驻车空调问题、商务车司机在等人阶段的电动驻车空调问题。这两个方面均来源于改装车厂的询盘，而我们也相信改装车厂有能力配合改进和完善电动驻车空调的开发。

（4）深入与压缩机厂的合作，针对性地开发相关的电动压缩机，推进行业的发展。前文已述，现有的汽车厂无法找到合适的电动压缩机也是阻碍电动驻车空调发展的原因之一。因为和压缩机厂家的深入合作将从根源上推进电动驻车空调的发展。

（5）深入研究汽车空调，改变传统观念，从根本上推进电动驻车空调的发展。前文已述，迟滞电动驻车空调发展的一个最主要原因就是汽车空调的功耗要求很高，因为汽车是一个铁疙瘩，其自身散热非常快。也就是说，汽车空调所产生的冷量大部分都是用在了对抗自然散热，只有很小一部分用于给人体降温。我司代理美国Aspen公司生产的微型压缩机，了解到Aspen公司为美国军方开发人体降温系统的过程中提出了“微环境降温”的概念，即有针对性的对人体所需的局部降温，而不需对整个大空间降温。如此将大大降低制冷量需求，或许这样才能真正推动电动汽车空调的发展。