朱广栋
（山东通盛制冷设备有限公司，聊城252000）
摘 要本文通过高效换热、低温新风引入、变频等多项技术的应用，使纯电动客车空调的能效比达到一个比较理想的状态
雪佛兰suv新款车关键词变流通截面新风引入变频冷热一体节能设计
Energy-savin g design of electric air conditioning system for pure electric bus
Guangdong Zhu
(Shandong Tongsun Refrigeration Equipment Co.,Ltd, Liaocheng 252000)
Abstract With the use of multiterm technology such as high efficiency heat exchange，cool fresh air import，frequency conversion, the EER of electric air conditioning has reached a extremely high level. Keywords vary circulate section fresh air import frequency conversion refrigeration and heat in one design
作者简介：朱广栋，（1973-），男，工程师，长期从事车用空调和运输用冷藏机组的研究
0前言
《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》把新能源汽车列为我国七大战略性新兴产业之一。提出要加快高性能动力电池、电机、电动空调等关键零部件和材料核心技术研发及推广应用，形成产业化体系。其中对整车续航里程影响最大的零部件是电池，当前随着科技的不断进步，电池的容量越来越大，为提高整车的续航里程提供了技术支撑。但纯电动客车在我国正式运行的行驶里程在200公里左右，还不能全面满足如城市公交、城际运输的需要。根据国家相关支持政策，纯电动汽车和插电式纯电动汽车是国家最先支持的产品方向。空调系统是车辆的第二大用电器，占整车能耗的30%左右，如果能够充分发挥空调系统的节能作用，将为整车的续航里程节省更多的电能，也为减排做出贡献。根据这种需求我们从以下四个方面进行了产品的节能设计。
1大能效比功能部件设计
A、最大限度增加冷凝器的换热面积，提高换热能力，比常规使用R134a的车用空调系统，内外换热面积提高15%。
B、冷凝器采用了变截面技术，最大限度不增加材料使用量的情况下提高换热效率。当高温高压的气态
制冷剂经压缩机排出后，经过冷凝换热器的对外换热，制冷剂的温度和压力会大幅降低，如果采用等流通截面最会造成制冷剂在换热器内流速不均匀，增加流动阻力，我们在每一个通程的前1/3的位置采用了变流通截面的设计。每一通程的流通面积减少了50%，以减少流动阻力，如果有需要还可以采取二级变流通截面。
C、采用了全封闭式斡旋压缩机，斡旋压缩机没有往复压缩机的余隙转速范围广等多方面优势，该类压缩机最高效率超过90%。
D、蒸发换热器的采用了交叉排布技术，作为客车用空调系统，其结构受到各种因素的限制，比如在高度方向上通过的风速极不均匀，相差2倍以上，造成每一个通程的换热能力不一样，为了解决这个问题，充分发挥换热器的换热能力，我们采用了交叉式排布技术，让每一通程有均等的换热能力。
汉兰达车友会通过各类大能效比的设计以及采用高换热效率技术的实施，膨胀阀前的制冷剂温度可以达到40℃，压力达到1.8MPa，过冷度9.3℃。(制冷剂为R404A)
2低温新风引入结构
客车在运行过程中，由于乘客身体、太阳辐射、温室效应等多种因素造成整个车厢内温度较高，形成一个热岛；特别是在春秋季节或者夏季
的夜晚，环境温度在26℃时车厢内的温度可以达到30℃；如果把车外的低温空气引入到车内来，岂不是可以达到降低车厢温度的目的。但客车不像乘用车一样有内外循环，乘用车解决此问题较为理想——乘用车空气调节器的蒸发器总成基本都布置在前仪表台下方，可很方便地设计成——通过机械或电动方式控制风门的转动角度，可以任意在0-100%比例的风机风量范围内引入车外新鲜空气，并且引入的新鲜空气均串联流过灰尘过滤、制冷、制热空气处理组件，这保证了车内通过出风口吹出的新鲜空气温度适宜，干净；客车空气调节器一般采用蒸发器顶置的安装布置方式（与控制面板距离很远），要象乘用车那样通过机械方式实现新鲜空气任意比例引入几无可能。
但客车除了打开车窗、安全窗以外无法实现车内外的空气交换，而且打开车窗和安全窗没有实现对进入车内的空气进行处理，影响身体健康。所以我们在空调系统中引入了低温新风引入结构。
A、客车空调无极混合新风基本结构（如图1）
1新风引入口2换热器3新风控制板4电动执行器5溢风门6活性炭过滤棉 7臭氧发生器 8负离子发生器 9风机10风道11出风口
图1 空调基本结构
B、工作原理
当需要引入车外的新鲜空气时，根据需要的新风量的多少，把控制面板的新风按钮（如图2）按到不同的位置，电动执行器获得新风按钮的电信号后控制新风控制板旋转一定角度。
图2 控制面板 a、全回风状态（如图3）
图3 全回风状态
新风按钮旋到最底边时，新风控制板处于顶端位置，溢风机构处于关闭状态；此时车内外的空气没有交换，通过蒸发器的空气全部为车内的循环空气，形成全回风状态。
b、全新风状态（如图
4）
图4 全新风状态
新风按钮旋到最顶端时，新风控制板处于底端位置，溢风机构处于全开启状态。此时通过蒸发器、客车风道从出风口吹出的空气全部为车外的经过制冷、过滤处理的新鲜空气——形成全新风状态；而车内空气则通过内外压差，以及引流道引流作用，从溢风门排出。在此模式下，新鲜空气更换速度比常规固定式新风空调产品提高10倍以上，约2分钟就能够把车内的空气更新一次。
c、无级混合新风状态（如图5）
图5 无级混合新风状态
新风按钮旋到中间任意位置时，新风控制板、溢风机构处于中间对应的位置；新风旋钮的位置和新风控制板、溢风机构的位置一一对应；此时通过制冷换热器的空气既有车外的新鲜空气也有车内的循环空气，新风、回风混合的比例根据新风控制板所处的位置不同实现了新风和回风的任意比例调节——形成无级混合新风状态；同时，车内空气根据新风引入量通过内外压差，以及引流道引流作用，从溢风门等量排出。
C、无级新风客车空调的其他特点
该空调系统装有负离子发生器，该装置开启后能够产生大量的负氧离子，这些负氧离子能够有效除去空气中的灰尘杂质，提高车内的空气质量；该空调系统装有臭氧发生器和活性炭过滤棉，该装置能够杀死空气中的细菌和去除车内的异味。
D、无级混合新风客车空调的使用技巧
a、对新购客车（特别是全封闭客车），每次使用车辆前，开启空调送风至最高档，打开全新风功能，可迅速（约两分钟）实现车内空气的强制更新，保证由于长时间停放，在车内聚集的高浓度有毒化学气体得以迅速排出，保证司乘人员的身体健康。清明放假高速免费
b、因其他某种原因车内产生了异味，亦可按上述方法迅速消除异味。
c、客车在夏季太阳下长时间停驶，由于温室效应，车内温度将可能上升到50℃以上！此时打开“健康之星”空调的制冷，设置成全新风模式，内部热空气将被迅速排出，车内降温速度将远远快于一般的客车空调器！
客车在气温凉爽的春秋季节或夏季凉爽的夜间行驶时，由于人体散热（一位成年人要散出100-150W的热量）和太阳光线辐射热引起的温室效应会导致车内温度升高，大大高于车外的环境温度。对全封闭式客车，如直接开前后活动窗换气降温，新风气流不均匀，外界灰尘也无过滤，且开窗导致噪音传入，舒适性较差！因此一般均打开空调制冷（纯电动客车耗电增加）以达到车内降温的目的。 如果采用无级混合新风空调，启动空调系统的全新风功能，而在多数情况下均不用制冷，就可以有效利用车外温度低的新鲜空气达到车内降温的效果，既节省了能耗，又避免了直接开窗降温的缺点，更重要的是，由于出风口吹出来的全部是外界新鲜空气，大大减小了春秋季空气途径传播传染病的传播几率！（根据实验，在车外温度为22度，日照强烈，车内设定温度25度的条件下，49座满员的12米客车市内运行， 无级混合全新风模式比同级空调减少70%的能量消耗。为了能够自动实现此功能我们设置了室外温度传感器，并且编制了自动控制程序，当车内外温差达到设定值时自动开启/关闭全新风功能。
新风控制流程
车内温度新风
>Tout + 2℃开
Tout- 2℃~Tout + 2℃当上次输出为“开”时输出“开”；当上次输出“关”时则输出“关”
< Tout- 2℃关
3变频技术在电动客车空调中的充分利用
当控制器处于自动制冷模式时，控制器根据车外温度、车内温度和用户设定温度的比较，自动调整空调系统的压缩机、压缩机变频调节状态、风量大小和新风状态等，以最快的模式使车内温 度达到并维持用户所需的设置温度，同时显示屏自动跟随显示各工作状态的转换。
周末可以考科目三吗自动制冷模式时，风量设定开关和新风开关处于锁定状态，不起作用。具体控制流程如下表：注：Tset：设定温度值 Tout：车外温度值
压缩机控制流程
车内温度压缩机
>Tset + 1℃开
Tset- 2℃~Tset + 1℃当上次输出为“开”时输出“开”；当上次输出“关”时则输出“关”
别克gl8商务车报价< Tset- 2℃关
压缩机变频调节控制流程
车内温度输出档位（三档）
>Tset + 2℃一档
Tset+ 1℃~Tset + 2℃当上次输出为一档时仍输出一档
否则输出二档
Tset-1℃~Tset + 1℃当上次输出为三档时仍输出三档
否则输出二档
< Tset-1℃三档
蒸发风机控制流程
车内温度
>Tset + 3℃高速
Tset+1℃~Tset + 3℃当上次输出为高速时仍输出高速
否则输出中速
Tset-1℃~Tset + 1℃当上次输出为低速时仍输出低速
否则输出中速
< Tset- 1℃低速
新风控制流程
车内温度新风
新奥拓试驾>Tout + 2℃开
Tout- 2℃~Tout + 2℃当上次输出为“开”时输出“开”；当上次输出“关”时则输出“关”
< Tout- 2℃关
通过以上的逻辑控制，能够实现空调系统的
变频以及新风的引入，达到节能的目的。
4产品测试
经过以上技术的使用，开发出来的产品进行
测试，结果如下：
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