新能源整车热管理（二）：新能源汽车空调系统

新能源汽车与传统汽车在系统架构上有所区别，且不同类型的新能源汽车各有特色。纯电动汽车没有发动机作为空调系统的动力源，因此无法利用发动机的余热来实现取暖和除霜功能。而对于混合动力汽车，发动机的控制策略决定了它不能随时为制冷或制热提供动力。因此，两者的空调系统在设计上存在差异。但从根本上说，新能源汽车空调系统的基本原理与传统燃油汽车相似，主要差异体现在空调压缩机的驱动方式和暖风来源上。新能源汽车通常采用电动压缩机进行制冷，由动力电池提供动力。暖风方面，电动车主要依赖电加热方式，包括加热冷却液和直接加热空气两种方式。对于混合动力车辆，在发动机工作时会利用发动机冷却液作为热源，而在电动模式下则采用电加热的PTC技术。与电空调相比，传统空调的运作机制将在下图中得到更直观的展示。

如图1所示，新能源汽车的空调系统广泛采用电动空调压缩机来实现制冷功能，其原理与传统汽车空调相同，此处不再赘述。值得一提的是，现代车型还通过空调管路将高压电池的热量带走，实现电池冷却。如图2所示，通过将另一个蒸发器（通常称为chiller）与乘客舱蒸发器并联，并与电池冷却液的管路相连，动力电池的热量得以传递给冷却液。冷却液和制冷剂在chiller内完成热交换，将热量传递给制冷剂，再由制冷剂将热量排出车外，从而实现动力电池的冷却。关于动力电池冷却的更多细节，将在后续系列文章中深入探讨。

对于新能源汽车而言，制暖功能尤为重要且复杂。传统燃油汽车的暖风主要依赖发动机冷却液提供热源，这种方式几乎不消耗功率，简单高效。然而，新能源汽车在这方面则面临挑战，因此通常需要配备PTC加热器来实现制热功能。PTC加热器本质上是一个大电阻，当电流通过时会产生热量。但这种方式热效率偏低，能耗较大，特别是在冬季极端条件下，电空调消耗的电量可能导致车辆续航里程减半。因此，许多驾驶员在冬季都不敢开启空调。值得欣喜的是，热泵空调以其高效的制热性能逐渐受到关注。目前，各大汽车制造商正积极开展相关研发工作，已有少数量产车型配备了热泵空调。热泵空调的工作原理、面临的挑战等内容将在后续章节中详细阐述。

在早期阶段，新能源汽车的制热装置采用了PTC发热条，通过直接将冷空气加热为热空气的方式实现制热。虽然这种方式效率较高，但高压进入驾驶舱带来了一定的安全隐患。如今，制热方式多采用水作为介质，将水加热后输送到空调风道的散热器中（如图所示），再通过风机将热空气吹向车厢内。虽然这种做法的制热效率略有降低，但确保了安全性，并已成为当前的主流做法。几种制热方案的对比将在下图中展示。

某新能源车型的空调系统布置示意图如下，图中详细展示了各组件的位置和连接方式，有助于我们更好地理解其工作原理和性能特点。