科普 | 高溫下秒變冰箱，降溫還能除霧除菌？

在新能源汽車快速普及的今天，其空調(diào)系統(tǒng)已不再是傳統(tǒng)汽車的附屬品，而是集智能溫控、空氣凈化與能量管理于一體的核心技術(shù)模塊。

在傳統(tǒng)的燃油車上，空調(diào)系統(tǒng)或許只是舒適性配置的一部分。但到了新能源汽車上，它搖身一變，成了直接影響續(xù)航里程、駕乘安全與舒適體驗(yàn)的關(guān)鍵系統(tǒng)。炎炎夏日里，如何快速降溫又不過(guò)分耗電？寒冬季節(jié)，如何高效取暖且不影響行駛里程？今天，就讓我們深入新能源汽車的“呼吸系統(tǒng)”——空調(diào)系統(tǒng)，一探究竟。

一、不只是制冷：新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的四大核心功能

空調(diào)系統(tǒng)組成

現(xiàn)代新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)已遠(yuǎn)不止“吹冷風(fēng)”那么簡(jiǎn)單，它是一個(gè)集多功能于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，主要包括四大模塊：

• 制冷系統(tǒng)：負(fù)責(zé)在夏季降低車內(nèi)溫度、除濕，防止車窗起霧，是炎熱天氣下的“清涼使者”。

• 制熱系統(tǒng)：在冬季提供溫暖，同樣具備除濕功能，確保車內(nèi)溫暖如春且視野清晰。

• 通風(fēng)與空氣凈化系統(tǒng)：負(fù)責(zé)車內(nèi)外的空氣交換，并過(guò)濾PM2.5、花粉、異味等污染物，堪稱車內(nèi)的“空氣衛(wèi)士”。

• 智能控制系統(tǒng)：作為整套系統(tǒng)的大腦，它精準(zhǔn)協(xié)調(diào)制冷、制熱、風(fēng)量及模式切換，確保高效、節(jié)能且舒適。

這四大系統(tǒng)協(xié)同工作，共同營(yíng)造出一個(gè)溫度適宜、空氣清新、濕度合理的駕乘環(huán)境，有效緩解駕駛疲勞，提升行車安全。

二、制冷系統(tǒng)：告別皮帶，電動(dòng)壓縮機(jī)如何高效工作？

制冷系統(tǒng)組成

與燃油車靠發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)不同，新能源汽車的制冷系統(tǒng)完全是“電驅(qū)動(dòng)”的。當(dāng)你按下A/C按鈕，一套精密的制冷循環(huán)便開(kāi)始工作：

1. 電動(dòng)壓縮機(jī)啟動(dòng)，成為循環(huán)的動(dòng)力源。它吸入低溫低壓的氣態(tài)制冷劑，并將其壓縮成高溫高壓的氣體。目前主流車型多采用渦旋式壓縮機(jī)，它運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、效率高，特別適合對(duì)靜謐性要求高的電動(dòng)車。

2. 高溫高壓的制冷劑氣體流入冷凝器（通常位于車頭水箱前方）。在這里，它通過(guò)風(fēng)扇強(qiáng)制散熱，釋放熱量給外界空氣，冷凝成中溫高壓的液體。

3. 液態(tài)制冷劑接著流向儲(chǔ)液干燥器。這個(gè)部件如同系統(tǒng)的“腎臟”，過(guò)濾雜質(zhì)并吸收可能混入的水分，防止系統(tǒng)產(chǎn)生“冰堵”或腐蝕，保障運(yùn)行穩(wěn)定。

4. 經(jīng)過(guò)凈化的液態(tài)制冷劑到達(dá)膨脹閥（現(xiàn)多為更精準(zhǔn)的電子膨脹閥）。這是一個(gè)關(guān)鍵節(jié)流裝置，使制冷劑壓力與溫度急劇下降，變成低溫低壓的霧狀混合物。

5. 這些低溫霧狀制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器。鼓風(fēng)機(jī)將車內(nèi)熱空氣吹過(guò)冰冷的蒸發(fā)器翅片，空氣中的熱量被大量吸收，制冷劑本身則吸熱蒸發(fā)為低溫低壓氣體。冷卻后的干燥空氣被送入車內(nèi)，實(shí)現(xiàn)降溫除濕。

6. 最后，氣態(tài)制冷劑再次被壓縮機(jī)吸入，開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。在整個(gè)回路中，高壓管路與低壓管路分工明確，并由壓力開(kāi)關(guān)實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦壓力異常（過(guò)高或過(guò)低），便會(huì)立即切斷壓縮機(jī)以保護(hù)系統(tǒng)安全。

三、制熱系統(tǒng)：沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)余熱，冬天靠什么取暖？

這是新能源汽車與傳統(tǒng)汽車在空調(diào)上最根本的區(qū)別之一。既然沒(méi)有了發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)現(xiàn)成的熱源，工程師們便開(kāi)發(fā)了兩種主流的電加熱方案：

方案一：PTC風(fēng)暖式加熱器

這是最常見(jiàn)的形式。PTC（正溫度系數(shù)）加熱元件被直接安裝在空調(diào)箱內(nèi)，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，其電阻會(huì)隨溫度升高而增大，從而具有自動(dòng)恒溫、安全防過(guò)熱的特性。鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣吹過(guò)被加熱的PTC元件，暖風(fēng)便直接產(chǎn)生。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加熱迅速，但能耗相對(duì)較高。

方案二：PTC水暖式加熱器（熱泵輔助）

這是一種更復(fù)雜但能效比更高的方案，常見(jiàn)于中高端車型。該系統(tǒng)額外設(shè)置了一個(gè)獨(dú)立的PTC液體加熱器，用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液（防凍液）。被加熱的冷卻液流經(jīng)一個(gè)類似“小暖氣片”的暖風(fēng)芯體。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)吹出的空氣流經(jīng)暖風(fēng)芯體時(shí)，就被加熱成了暖風(fēng)。
更為先進(jìn)的是，許多車型將此系統(tǒng)與熱泵空調(diào)結(jié)合。熱泵技術(shù)可以理解為“可逆的制冷系統(tǒng)”，它能從車外低溫空氣中“搬運(yùn)”熱量到車內(nèi)，其制熱能效比（COP）遠(yuǎn)高于單純的PTC加熱，能顯著降低冬季取暖的耗電量，是提升電動(dòng)車冬季續(xù)航的關(guān)鍵技術(shù)。

四、通風(fēng)與凈化：你的車內(nèi)“空氣質(zhì)量管家”

通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

通風(fēng)系統(tǒng)是空氣流動(dòng)的通道，主要由鼓風(fēng)機(jī)、空調(diào)濾清器、復(fù)雜的風(fēng)道和一系列控制風(fēng)向/風(fēng)量的風(fēng)門電機(jī)組成。它決定了風(fēng)從哪里來(lái)（內(nèi)循環(huán)/外循環(huán)）、吹向哪里（面部、腳部、擋風(fēng)玻璃）。

其中，空調(diào)濾清器是守護(hù)呼吸健康的第一道防線。如今的高效濾芯（HEPA濾網(wǎng)）已經(jīng)能有效過(guò)濾PM2.5細(xì)顆粒物、花粉、細(xì)菌乃至部分病毒。部分高端車型還配備了負(fù)離子發(fā)生器或車內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器（AQS），能自動(dòng)監(jiān)測(cè)車外污染，在駛?cè)胨淼阑蛭矚饷芗瘏^(qū)時(shí)自動(dòng)切換為內(nèi)循環(huán)，并釋放負(fù)離子主動(dòng)凈化車內(nèi)空氣。

五、智能“大腦”：空調(diào)控制系統(tǒng)

所有上述功能的協(xié)調(diào)運(yùn)作，都離不開(kāi)空調(diào)控制器這個(gè)總指揮。它接收來(lái)自車內(nèi)溫度傳感器、日照傳感器、車外溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器以及駕駛員設(shè)定指令等一系列信號(hào)，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算后，自動(dòng)控制：

• 壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速與啟停

• PTC加熱器的功率

• 鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)速

• 各個(gè)模式風(fēng)門的開(kāi)合角度

• 冷凝風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速

它的目標(biāo)是：以最低的能耗，最快、最精準(zhǔn)地達(dá)到并維持你所設(shè)定的舒適環(huán)境。 許多車型的智能空調(diào)還具備“預(yù)約開(kāi)啟”功能，在充電時(shí)提前將車內(nèi)溫度調(diào)節(jié)至舒適狀態(tài)，上車即享愜意，同時(shí)避免了行駛初期的大功率耗電對(duì)續(xù)航的影響。

結(jié)語(yǔ)

新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)，是一個(gè)融合了熱力學(xué)、流體力學(xué)、電氣控制與材料科學(xué)的精密工程。從高效的電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)到節(jié)能的熱泵技術(shù)，從智能的電子膨脹閥到強(qiáng)大的空氣凈化功能，每一項(xiàng)革新都在提升舒適性的同時(shí)，直面著電動(dòng)車?yán)m(xù)航這一核心挑戰(zhàn)。未來(lái)，隨著更高效的熱管理技術(shù)（如二氧化碳冷媒、集成式熱管理系統(tǒng)）的普及，新能源汽車的“呼吸”將更加智能、節(jié)能，持續(xù)為我們的綠色出行保駕護(hù)航。