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内容概述：

燃油动力汽车冷暖空调系统运行原理新能源汽车空调系统的不同之处很多汽车用户对于电动汽车的空调很好奇，因为缺少了发动机似乎就缺少了“动力源”；然而空调的制冷基础依靠的是压缩机，而压缩机并不是只能依靠内燃机提供动力，比如家用空调不烧油但也能正常运行，那么究竟是如何产生冷风的呢？

01压缩机·动力源

首先需要说明一点：燃油动力，电动混动以及家用空调制冷都离不开压缩机！

区别为燃油汽车的压缩机不依靠电驱，这是出于成本的考量；因为压缩机功率往往有≥3kw的标准，也就是≤5匹（马力）左右，家用空调会低一些。如果要用电驱动汽车的话，车辆势必要安装大容量的电池组，燃油汽车还要安装大功率的发电机，这会大幅提升制造成本。

所以燃油车选择用内燃式热机（发动机的一种类型）为压缩机提供动力，压缩机的带轮通过皮带与发动机曲轴连接，只要启动发动机就会全时运转；但是要按下「A/C」按键后压缩机才会运行，这一按键控制的是压缩机内部的电磁离合器，点亮后为离合器通电才会与带轮吸附以获得动力。这种结构的优势是制造成本低，缺点是会占用发动机的输出功率（动力），但是性能变差且油耗升高。

新能源汽车与家用空调则是通过电压缩机提供动力，实际这也算一种类型的电机吧；电流输入到电机的绕组（电磁线圈）可以形成电磁场，与永磁体的「N·S」磁极互斥，实现驱动转子运转以输出动力。

驱动电机是这种运行原理，燃油汽车的水泵、油泵以及压缩机也得这样获取动力；而且电机的能量转化效率是极高的，相比内燃机的热效率可以高3倍左右。所以利用电压缩机制冷反而会更节能，比如燃油汽车打开空调压缩机后的百公里油耗可能会增长接近1.5升，等量换算为「1L＝3kwh」，如果车辆以每小时一百公里的速度行驶，那么功耗就等于一小时耗电4.5度，是不是比较夸张呢？

02制冷原理

压缩机只是空调系统的「动力元」，说白了就是空调的发动机，自身是不具备制冷或制热能力的；制冷要通过压缩管路中的制冷剂，曾经使用的是耳熟能详的氟氯昂，但是因为这种制冷剂如果泄露就会严重破坏臭氧层，而臭氧层是过滤紫外线保护地球的重要物质还，所以氟氯昂就被弃用了。

替代制冷剂是，这种位置不会破坏臭氧；而特点是在零下26.2摄氏度就会沸腾，也就是成为气态，这是制冷的基础，参考下图的动态演示。

压缩机会将四氟乙烷推动到冷凝器降温，通过干燥罐达到膨胀阀经过压力调节后，以液态的形态进入温度始终在零度以上的「蒸发器」；由于蒸发器的温度高于四氟乙烷的沸点太多，所以这种制冷剂瞬间就会蒸发，现在就可以开始制冷了。

四氟乙烷蒸发吸收蒸汽的温度·使其降温鼓风机将热空气吹过相对低温蒸发器低温蒸发器吸收空气中的热能·形成冷风制冷说白了就是通过两次“吸热”的过程制造冷风，压缩机在过程中扮演的只是发动机的角色，用什么能量驱动这种发动机，对于实际使用冷风都是没有区别的，这就是制冷的原理了。

03制热原理

1：燃油汽车的制热原理与众不同，标准为「水暖」。内燃机在运行中会产生非常高的温度，比如汽油的燃烧火焰温度可以高达℃，而柴油还要高度；如果不进行有效散热的话，机体的钢材很容易就会被熔化。

所以也才有了通过防冻冷却液进行的水冷循环系统，冷却液流进缸盖吸收热能，再流动到水箱散热，周而复始以保证机体与溶液恒温；但是防冻冷却液依旧有度左右的高温，这种高热溶液显然是可以利用的。

比如将冷却液另开一条管路，并增加一组小水箱，利用高温溶液加热水箱就可以制热，原理很简单。

打开风挡并关闭A/C（用不到压缩机）将温度调整至高温标准冷却系统打开暖风水箱阀并加热水箱鼓风机将低温空气吹至高温箱体低温空气吸收水箱热能实现升温参考热力学第二定律，热能会从高温物体或环境中传导至低温物体，或者理解为低温空气会吸热；所以冷风吸收热能后会升温，送入车内就是暖风了。这一系统属于废热利用，冬季用暖空调不会增加油耗。

2：家用空调仍要依靠压缩机，并使用电辅热系统！制冷剂·四氟乙烷既然可以被蒸发器吸收热能，那么如果以气态的形态接触更低温的物体，是不是也就能够吸收其他物体的热能而升温呢？利用压缩机制热的原理就是这样了，但是在温度不是特别低的环境中效果会很差，因为环境温度还高于制冷剂的沸点，已经沸腾的四氟乙烷从哪里有效吸收热能呢？

所以家用空调总会有电辅热系统，这是种非常简单但也非常费电的制热方式；简而言之为大电流往高电阻的导体中输送，利用电阻大则电子碰撞程度大，从而因摩擦产生高温的原理生热。基础是足够大的电流输入，电耗显然是会很高的喽。

「电动汽车·PTC陶瓷模组」也是电辅热制暖，而且还要加热防冻冷却液后才能开始制热，这等于有两次损耗；然而又不得不这么操作，因为车辆不仅要为驾乘人员提供暖风，同时要用加热后的防冻冷却液，为电池组内部的电芯进行温控。

电芯低温的放电容量会加大，充放电效率都会受到影响，说白了也就是会影响续航里程；所以必须用电加热模块加热防冻冷却液而进行温控，这种模式的耗电量最起码低于电池受影响后对续航的影响。

总结：汽车空调系统的两种类型就是这样了，燃油汽车肯定都不是电空调，轻混汽车也不会使用；部分油电混合汽车会加装电空调，插电混动与纯电动汽车毫无疑问都是电驱压缩机。

至于制暖则是除电动汽车以外都用防冻冷却液，这是不用白不用的热能；至于电动汽车实际也不用担心，目前的汽车基本都装备了电池组预热系统，充电过程中会实现温控，汽车避开最费电的加热阶段，恒温驾驶的电耗会降低很多了。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

天和MCN授权发布

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