汽车销售:为什么汽车上的空调,不能像家用空调一样用电?

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燃油汽车不使用「电空调」的原因为-控制制造成本

思考这样一个问题:

答案显然是肯定的,在解析问题之前需要掌握另外两个知识点。首先是汽车空调系统的制冷原理。空气不会没有理由的自然降温,高温空气是因为有足够大的热能汽车销售,降温一定是有其他低温物体吸收了空气中的热能;因为热力学第二定律明确说明了热能会从高温物体传导至低温物体,所以空提系统的制冷是依靠「吸热」。(参考下图的结构图)

基础知识

【四氟乙烷】是目前所有空调系统的通用型制冷剂,包括家用空调也不例外;曾经使用的氟氯昂因会破坏臭氧层而且弃用,这种物质是相对环保的。同时四氟乙烷的沸点低至零下26.2℃(摄氏度),在绝大多数区域的冬季都会沸腾为气态。

压缩机驱动气态四氟乙烷流动经过冷凝器与膨胀阀变为液态送入零度以上蒸发器瞬间吸热蒸发蒸发器被降低到很低温度风机将高温空气吹过低温蒸发器-蒸发器吸收空气热能制造冷风

这就是汽车空调系统(包括家用冷空调系统)的制冷原理,实际是非常简单的;但是驱动高压的四氟乙烷运转需要很大的能量,大到什么程度呢?一般压缩机的制冷功率都在3~5PS(匹)之间。

【公制马力】的单位为PS,用汉字标注就是匹。这个概念是蒸汽机的应用者詹姆斯瓦特的创造,其概念是每匹马力等于「75公斤力·每米每秒」,也就是一马力等于能够将75公斤物体以一米一秒速度逸动的动力或动能。

家用空调压缩机有小几匹或大几匹的定义,汽车空调压缩机用kw(功率单位)定义汽车销售,1kw×1.36=1PS,两个单位是可以互相换算的。那么按照5PS计算的话,汽车空调压缩机的驱动力就有375公斤每米每秒的动能了;由此可见驱动气态四氟乙烷运转需要多大的动力,结果则是用油会很费油、用电也挺费电。

动力衰减·原理

压缩机想要运转起来需要就很大的能量,燃油汽车选择的是用发动机(内燃式热机)为压缩机提供动能。

压缩机与发动机的曲轴通过皮带进行连接,在不打开A/C开关时,发动机只是带动压缩机的带轮空转,此时并不真的压缩制冷剂去制冷。打开开关后的压缩机的电磁离合器会与带轮吸合,此时才会真正的开始压缩。

曲轴是发动机的动力输出轴,通过飞轮输出的动能概念就是「扭矩」了;重点是(扭矩×转速÷9549×1.36=马力),扭矩降低则马力必然缩小。而发动机输出的马力是用于驱动车辆行驶的,马力被压缩机因损耗扭矩而损耗掉了3~5PS,车辆的加速能力与同转速的车速都会降低。

这就是为什么打开压缩机后汽车动力会明显变差的原因,而想要解决这一问题其实也不难,只是燃油汽车与轻混汽车往往不会愿意采用,因为制造成本真的会提升很多。

电压缩机·升级标准

燃油汽车是有基础使用电空调的,3~5PS马力的压缩机等于2.2~3.6kw,想要用电驱压缩机首先要做到「发电量」超过电压缩机与其他电路系统的电耗,也就是发电机的功率要在5kw左右。

目前燃油汽车的发电机平均只有≤1.5kw的标准,所以发电机的功率需要加大;至于功率升高后的油耗并不用担心,因为发电机的转速是可以放大的,而且燃油汽车本就可以放大2~3倍,所以正常代步的转速已经可以达到很高的发电量。下图是发电机转速与发电效率的比例,感受一下代步转速放大后的效率吧。

重点:发电机功率提升后,电池的容量也要提升。因为即发即用对于大功率设备而言不够稳定,而且如果在熄火状态时错误打开了电压缩机,普通汽车电瓶很快就会亏电,因其容量平均不过0.5kwh(度)左右,压缩机每小时的耗电量是2.2~3.6kw(度),而电瓶容量低至35%左右就难以启动发动机了!

所以为防止这种问题的出现,同时防止提供电空调系统但不能在熄火后使用,从而招致用户的吐槽;结果是如果换装电空调就得加装大容量的储能电池组,理想标准得在3~5kwh之间,现实吗?

电池类型:铅酸电瓶以≥3kwh容量为标准,仅仅体积就得把后备箱空间占用的差不多了,过大的重量也会增加油耗。所以这种电池不宜使用,而体积小重量轻的锂电池可以实现大容量,但性价比最高的铁锂电池以超过3kwh的容量装车,费用也会高达1k以上。

所以包括轻混汽车都不使用电压缩机,因其电池组容量普遍不足1kwh,燃油汽车当然更不现实了。目前只有插电混动汽车和电动汽车使用电压缩机,因其动力电池组的容量至少在10kwh以上,不用单独配备大容量储能电池组是非常重要的因素。这就是燃油汽车用低成本普通压缩机的原因了,简配的结果。

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