汽车空调系统的技术发展趋势探讨
[摘 要]空调技术是现代社会建立舒适环境的重要手段，在汽车技术中，汽车空调技术的作用是十分重要，有着调整温度湿度，除雾除霜以及空气净化等功能，为汽车的封闭环境来提供较为舒适的驾驶环境，提高驾驶员以及乘客的舒适度。汽车作为现代社会最常见的交通工具，占据人们生活的很重要的部分，人们生活水平的提高必然会导致其对于汽车的环境舒适度的要求提高，空调技术的发展是必然的趋势。
[关键词]汽车空调系统；技术现状；发展趋势
中图分类号：U463.851 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0359-01
引言
伴随我国汽车行业的快速发展，行业竞争日益激烈，为获得更多市场份额，生产出安全性、经济性、舒适性好的高性价比汽车，成为各大汽车生产商的共同目标。空调系统是影响汽车舒适性的因素之一，为汽车提供取暖、制冷、除霜、空气净化和湿度调节等功能。
一、汽车空调的工作原理
汽车空调系统的工作原理与普通的空调系统大相径庭，普通的空调系统都是通过制冷剂从液态到气态的转化吸收大量的热来制冷，汽车空调没有气态到液态来制热的过程，只是通过发动机冷却液的温度制热。而汽车空调系统的具体运行方式是针对非独立汽车空调来说，通过皮带将发动机及压缩机连接给空调系统提供基本动力，然后压缩机将制冷剂产生的制冷气体进行压缩，将气压和温度都相对较低的制冷气体转化成气压和温度都相对较高的气体，再通入冷凝系统经过降温冷却就变成了压力较高温度一般的冷凝剂。所得的液体还要经过进一步加工，通过贮液干燥器处理，降低液体的湿度并进一步缓冲，将压力调整到适合的范围，再将所得液体通入膨胀阀门时一定要注意控制稳定的压力和一定的流量，通过膨胀阀降低压力和调整流量，最后得到的液体会流向蒸发器。温度和压力都相对降低的液体在蒸汽器受到环境的影响会迅速蒸发，吸收了大量的热量。由于汽车内部空间的气体不断地经过蒸发器，在这个过程不断发生的条件下，车内温度也就不断降低，从而达到降温的效果。而后，制冷剂在液态情况下不断通过蒸发器变成了低压低温的气体，得到的气体再进入压缩机进行压缩进入下一循环，在此过程不断地循环反复，完成制冷工作。
二、汽车空调系统的技术现状
1、热泵式空调系统
所谓热泵式汽车空调系统其实质就是在汽车空调系统正常运转过程中，其所采用的驱动方式就是电动压缩机，并且电动压缩机所提供的能源形式是独立存在的，所配备的电池向空调系统的电动压缩机以及动力系统驱动电机提供相应电能支持，所以整个汽车实际运行状况对空调系统日常不会产生实质影响。
双路空气流动作为整个热泵式空调系统的最为重要的形式表现，风道被相应隔板分开之后，外部空气就会从上部的风道内流入，然后经过相关加热装置处理完成之后，从相应挡风玻璃内部吹出，以此来达到除霜效果，与之相对立的内部循环空气，其在工作形式上主要从主下部风道进入空气，并通过相关加热装置行加热处理，将热风送至乘客脚部出风口。采用这种方式与传统的空气流动方法相比较可知，前者不仅有效的节省能源，且有助于外部环境温度状况的有效解决，如若出现车内湿度状况严重时，车内所具备的空气再循环就会进行除霜操作。从传统的热泵空调可知，其在具体设计方法及构造上，主要存在两个热交换器，当空调内部热交换器进行相应制冷运转时，其在整个系统中的作用就是蒸发器；如若其交换器制运行制热操作时，其在整个系统中的作用就是冷凝器。而当这种装置从除霜向加热转变时，在具体的冷凝过程中，热交换器上所形成的水分就会被相应蒸发，并将其进行物理雾化并遮挡在风挡玻璃上，形成相应的结霜状态，对安全驾驶造成不利影响。新能源空调系统与传统热泵型空调系统存在很大差别，在上述当中电动汽车热泵空调系统的设计可知，其在具体运行当中能够使空气通过蒸发器所具有的除湿作用，将空气冷却后并降至除霜所需要合适温度状态，然后经过车内冷凝器来对其进行加热操作，将加热过的空气重新送到车内，能够对汽车安全驾驶问题给与有效解决。新能源空调系统在除霜模式中，采用步进电机驱动的电子膨胀阀，这种电子膨胀阀受外部信号控制，能够达到对阀门调节的作用，并且还能够对制冷剂流量进行相应调整，还能够对出口位置空气温度状况进行实质性控制。
采用热泵空调系统最为合宜的季节为冬季低温状况，并可通过PTC热敏电阻的加热功能，使其作为整个系统的辅助加热工具，其在整个系统当中的作用主要表现在：在冬季能够对汽车空调的制热速度给与加快；如若在外界环境温度较且高湿状况下，通过对该电加热系统的采用，能够达到对蒸发器除霜的目的。PTC加热套件在运行当中，所需要的电能通过车身自带的蓄电池来实现电能供应，可以将离心式风机在PTC套件周围进行安装操作，并与整体的设计布局进行紧密结合，能够较好的实现整个PTC发热器在具体的风俗控制上保持在均匀状态，与此同时，将相关的PTC元件所具有的发热能力得到充分应用，然而PTC发热器功率消耗状况，在一定程度上与整个系统的风俗状况及温度等存在紧密联系，如若风俗持续增加其相应的发热量也就会越大。作为辅助使用的PTC电加热系统，在实际应用中其在具体的供热效率上比较低，但是对相关电能的使用量大，因此，在具体使用当中不能进行长时间的使用操作，但是可利用其电池的散热来实现能源的再利用。
2、燃料电池余热利用空调系统
（1）当下最符合新能源汽车发展趋势，提升能源利用效率，降低新能源汽车损耗的技术就是燃料电池余热利用空调系统技术。燃料电池能够极大地保证新能源汽车的有效运行。燃料电池主要是通过燃料、氧化剂进行作用，从而转变为新能源汽车的动力来源。燃料电池转化率高达55%-65%，并且余留的溫水、蒸汽和废热能够经过转化设备达成它们的再利用，大大提升了燃料电池的利用能力，并且，在燃料电池温度过高的情况下，对余热的利用就需要更加的合理，由此降低余热对新能源汽车的各方面影响，我们能够将燃料电池作为新能源汽车空调系统的主要动力来源，达成新能源汽车的空气调控，如此一来不仅极大的提升了新能源的使用率，还能够使新能源汽车空调系统的运行成本大大降低，经济性能较高。（2）我们需要结合新能源汽车当前现状来运用燃料电池余热利用技术，科学合理的对新能源汽车的制冷系统展开选择，我们通常选取的是吸收模式的制冷空调系统，达成新能源汽车温度的调控。新能源汽车中的吸收式制冷空调系统的动力来源是新能源汽车燃料的余热，从燃料電池的运行中产生的冷水获取余热，空调系统的能源消耗较低，因此就有效的减少了新能源汽车的能源损耗，燃料电池余热利用空调系统的能源消耗比例仅仅占据新能源汽车能源消耗的4%，如此一来就大大的提升了新能源汽车的续航能力。（3）燃料电池余热利用空调系统在新能源汽车的实际运用中，燃料电池的发动机在启动的时候，应首先打开阀门，在发动机启动以后，对燃料电池的散热装置进行调控，并且获取冷却水，通过转化装置对冷却水展开处理，获取所需要的余热，并且将余热应用在新能源汽车内控的温度调控中来。