纯电动汽车与传统汽车在结构上有个明显区别在于是否有发动机,因为发动机是动力源,所以燃油车很多部件是由曲轴或者飞轮带动运转。燃油车的空调系统里的压缩机是由曲轴皮带轮带动,纯电动汽车因为没有发动机,空调压缩机是由几百伏的三相交流电机带动。
如果纯电动汽车使用传统空调系统,制冷原理和燃油车是一样的,该系统由几个主要组成部分构成,包括压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀和电控单元。如下图所示,当车主或乘客想要打开空调,空调控制单元ECU会发送指令给压缩机。压缩机负责将R134a制冷剂从低压状态压缩为高温高压气体。然后气态的制冷剂通过车前端的冷凝器来散热,使其变为中温高压液体,并将热量释放到外界环境中。
接下来,高压液体制冷剂通过膨胀阀变为低温低压的雾状制冷剂,然后进入蒸发器。蒸发器内部有很多细小管道,使得制冷剂能够迅速蒸发并吸收周围的热量。这个过程使空气通过蒸发器时被冷却。最后,冷却后的空气通过鼓风机送入车内,为驾驶员和乘客提供舒适的温度环境。同时,蒸发后的制冷剂再次进入压缩机循环,反复进行制冷过程。
在制热方式上因为没有发动机冷却液温度吹热风,使用传统空调系统的纯电动汽车使用PTC(正温度系数电阻,温度越高电阻越高)进行加热供暖。
如果使用热泵空调系统,兼顾制冷和制热功能,可以在制冷循环和制热循环之间自由切换,不过在结构上要比传统空调系统复杂的多。结构组成如下图所示,包括压缩机、冷凝器、电控膨胀阀和蒸发器等常见部件,该系统在车内驾驶室位置附近增加了一个冷凝器,主要用于加热采暖。该系要冷却和加热电池、电机、高压配电箱等部件,在车内外布置有热交换器和冷却管路。
热泵空调的制冷原理和传统空调系统原理差不多,简单总结就是:在压缩机和膨胀阀的作用下,将车内热空气吹到散热器中降温。如果是制热过程就是制冷剂的循环方向从车内冷凝器流向车外蒸发器(热交换器)。
综上所述,热泵空调系统相当于传统空调系统来说,对纯电动汽车影响更大。使用热泵空调汽车能耗更低、电池循环里程更长等优点,不过,不管是哪种类型的空调系统,长时间使用空调系统可能会影响续航里程,因此在使用过程中需要注意平衡舒适性与能源消耗之间的关系。