摘要：在绿低碳的趋势下，新能源汽车成为我们发展的重点。新能源汽车空调系统的工作被动力电池发动机取代，这影响了新能源汽车使用空调时的动力性能和续航里程。将半导体制冷组成的制冷系统通过光伏电池引入新能源汽车的空调中，将光转化为直流电。半导体制冷过程中不使用制冷剂，在提高新能源汽车动力性能的同时，可以节能环保。
关键词：新能源汽车；半导体空调；辅助系统设计；分析研究
1概述
王晓凯等设计建造了汽车用光伏面板半导体空调系统，并通过仿真和实验验证了其可行性。我公司将半导体空调系统引入微型电动汽车，并根据微型汽车的结构设计半导体空调系统，为电动汽车空调方案提供参考。在国外KashifIrshad利用光伏电池板与半导体制冷片相结合，设计空调墙体，实验表明：半导体片在9A电流时，室内外温差最大为6.8℃。Liu等人使用光伏面板和半导体设计了一种制冷空调。这种新型的制冷空调可以提供热水。实验表明，空间制冷系数可以达到4.51，水加热后的性能可以达到3.01。国内外学者对光伏半导体制冷
进行了一些研究，由于片材的制冷量较小，容易受到外部环境因素变化的影响，制冷效果不稳定。相比之下，半导体空调作为辅助制冷组合压缩机，以提高制冷效果的稳定性。
双离合变速箱什么意思2光伏发电和空调制冷原理
2.1光伏面板发电原理
光伏技术利用半导体的光伏效应将太阳能转化为电能的技术。光伏电池是将太阳辐射直接转化为电能的关键半导体器件。
2.2半导体制冷原理
当直流电通过由两种不同材料的导体或半导体组成的闭环时，除了焦耳热现象外，不同材料导体两端的接触点还会产生吸热和放热现象，称为Partie效应。
2.3新能源汽车空调制冷原理
新能源汽车使用压缩式空调进行制冷。其原理是压缩机将来自蒸发器的低温低压制冷剂压缩成高温高压过热蒸汽，从压缩机出来后进入冷凝器。过热蒸汽在高温高压下的温度高于
外部环境温度，其压力使制冷剂能够在低温下冷凝成液态。在冷凝器中，处于高温高压下的气体变成高压常温液体。常温高压下的液体通过膨胀阀，使压力下降的同时，液体由于沸腾蒸发而吸收环境热量，使环境空气温度下降，达到冷却的目的。
3光伏半导体空调实验平台设计
3.1实验平台的组成
碗公新能源汽车空调辅助系统实验平台主要由光伏板、太阳能控制器、电池、半导体制冷片、测温仪和汽车空间模型组成。
3.2实验平台设备选择
热端风扇电压对系统冷却性能的影响：根据李国超对冷却空间冷却负荷的计算和评估，30℃至20℃冷却空间的冷却负荷为102W。根据估算的冷负荷，制冷部件的选择如下：
索纳塔参数光伏板的选择：根据局部光强和实验功率需求，实验平台选择了两块功率角为30°的200W多晶硅板。
实验中使用的制冷空间由泡沫板制成，用于模拟新能源汽车空间。它的尺寸是根据北京新能源汽车EV360试运行：模拟空间比1:0.5制作的。
为了满足制冷实验的要求，使用TEC1-12708制冷板进行相关实验。冷却片是在冷却片的两端具有陶瓷绝缘片的单级半导体冷却片。四个部件可以满足预计的冷却负荷需求。
3.3光伏半导体空调系统与压缩机空调相结合的设计
减缓新能源汽车电动压缩机空调里程的消耗，以及电动压缩机空调制冷剂对环境的危害，半导体制冷装置被引入新能源汽车的汽车，由于半导体制冷片的制冷能力不足以定位整个汽车的热负荷，因此只能在空调制冷中起到辅助作用。半导体制冷片安装在空调器的风管的主开口上，四个半导体制冷片被安装在空调机的风管中。
半导体制冷装置由半导体制冷片、水泵、散热排水管、风扇、导热片、出风口和水箱组成。制冷片分为热端和冷端，散热水连接到热端，通过水的热传递到散热水，通过散热到环境，水泵的作用是使水箱在系统中循环，冷端与出口相连，制冷片的冷空气通过风扇进入汽车的出口。
新能源汽车传统空调半导体制冷辅助系统，包括控制器、温度传感器、半导体制冷装置、汽车电池、太阳能电池、光伏板、电动压缩机、蒸发器、冷凝器、变频器、出风口。
太阳能供电装置包括与控制器1电连接的太阳能电池5，太阳能电池5还与安装在车顶上的光伏板6连接。光伏板6是倾斜的，并且在光伏板6上增加了光敏元件，通过光敏元件控制光伏板6下方的角度旋转装置，以根据太阳的位置调节光伏板6的位置。控制器1与电动压缩机7电连接，电动压缩机7与两个冷凝器9和蒸发器8连接。变频器10被布置在控制器1和电动压缩机7之间。两个冷凝器9分别与电动压缩机7连接，以提高配备有半导体制冷辅助系统的现有空调机构的制冷和传热效率。
设置在车厢中的温度传感器2由PLC控制，以判断电动压缩机7工作时车厢内的温度是否为人体的舒适温度。如果车内温度降至人体舒适温度，电动压缩机7停止工作，半导体制冷辅助系统开始工作，并实时控制以保持温度恒定。
半导体制冷辅助系统开启后，确定当前温度是否在为人体舒适温度设定的温度范围内，并确定光伏面板6上的光强度，以及是否需要给汽车电池4充电。当光伏板6的电流不足时，它启动汽车电池4作为供电的主要能量。如果温度高于人体舒适温度，半导体制冷辅助系统
停止工作，电动压缩机7空调开始工作。
4太阳能半导体空调辅助系统性能测试
4.1新能源汽车压缩机及空调能耗测试
实验将以新能源汽车为对象，测试新能源汽车开启压缩机空调的实际里程消耗。通过仪表板获取里程和其他数据。测试过程中，当环境温度测量为28℃时，打开汽车电源，汽车档位为P档，车速为0km/h。空调A/C打开，空调温度设置为最低。空调的里程消耗是在三种不同的风速档位下进行测试的。测试时间共4小时，空调开启后，不同出风速度和相同出风温度下平均每小时消耗6-8km的里程。
4.2半导体空调辅助系统测试
组装并连接光伏半导体空调辅助系统，测试环境温度为28℃。整个系统被放置在室内，测试环境温度相对稳定。半导体空调辅助系统放置在模拟的内部空间中，温度测量仪器分别放置在半导体空调的出风口和内部空间中。半导体制冷系统需要一定的时间才能保持出风口温度的稳定。出风口温度稳定10分钟后，试验可保持车内温度时间。根据1小时内的时
间计算，车内温度上升1.5℃，辅助系统运行20分钟后温度开始上升。如果对驾驶员进行局部冷却，半导体空调辅助系统始终可以取代新能源汽车的压缩机空调。如果车内温度整体冷却，则需要在辅助空调系统运行20分钟后启动压缩机空调。
5新能源汽车未来市场前景广阔
sagitar郑明发对中国新能源汽车产业的发展前景十分乐观。他说，中国已将新能源汽车列为七大战略产业之一，新能源产业发展取得显著成就，生产、销售和保有量连续五年位居世界第一。尽管2019年新能源汽车的累计销量仅为120.6万辆，这是由于补贴的下降、国五燃油车的清仓以及汽车市场的冬季同比下降，但一系列相关政策将继续推动我国新能源产业的高质量发展，新能源产业将进入加速发展的新阶段。无论从国内还是全球来看，新能源都是大势所趋。在发展纯电动汽车和构建完善的新能源产业供应链方面积累的突出技术优势是中国的竞争优势。至于目前的疫情是否会对新能源汽车市场产生影响？尽管当前疫情对全球经济的不确定性影响不容忽视，但郑表示，尽管对市场产生了影响，但仍有大量研发工作在进行，以满足消费者对更高效汽车的需求。
6结论
本文设计并搭建了一个新能源汽车半导体空调辅助系统平台。通过测试得出结论：在1小时内，启动压缩机和空调需要花费6-8公里。连接半导体空调辅助系统后，如果对驾驶员进行局部冷却，可以直接关闭压缩机和空调，节省的行驶里程为6-8km。考虑到汽车的整体温度舒适性，在20分钟内启动压缩机和空调，在1小时内，节省范围为2-3km，节省范围占33%-37.5%。
参考文献
[1]左培文,刘倩.新能源汽车“弯道超车”应正视芯片短板[J].汽车纵横,2018(11):52-53.
路牌标志[2].罗姆全新产品阵容,发力新能源汽车电子市场[J].世界电子元器件,2018(08):43-44.
济南春季车展[3]陈炳欣.功率半导体：投资推动产业升温[N].中国电子报,2018-02-09(001).
发布评论