汽车空调论文-区域供冷对电动汽车空调的启.docx

区域供冷对电动汽车空调的启示环境保护和石油危机是二十一世纪全球面临的两大问题，如何能解决人们对能量需求的同时，保证对生态环境的最低破坏，是目前各门学科都在关注的热点。电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车的优点是：它本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少。而电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车要高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。我国夏季普遍炎热，空调成为了家庭、办公场所和车辆上的必要设备。但这就面临一个难以解决的问题，如何在电动小轿车上设计安装或者改装一个空调系统，可以满足夏季工况下车内的冷负荷需求。由于蓄电池容量有限，大部分电量消耗在驱动汽车行驶上，只能分出很少一部分电量可以用在空调系统中。所以，传统的采用制冷压缩机的制冷系统无法应用在电动小轿车上，必须设计或者改装一个耗电量少，占位小，可以满足冷负荷要求的制冷系统为电动小轿车提供冷量。区域供冷，顾名思义，类似于北方的集中供暖。区域供冷系统是利用集中设置的大型冷冻站向一定的范围内的需冷单位(一个街区或几个街区直至一座城市供应空调冷冻水)供冷方式，域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户三部分组成。区域供冷冷源一般是以两种方式来实现，一种是热电冷联产，另一种是低温区域供冷，是和冰蓄冷结合起来的供冷系统，以冰蓄冷技术为基础的区域供冷，可降低冷站的装机容量，实现节省投资和降低电力需求，实现移峰填谷、均衡电网负荷的目的。区域供冷系统的具有减少噪声污染、减少制冷剂的使用和泄漏、减轻城市中心区的热岛效应等优点。在区域供冷系统中，制冷站利用夜晚用电低峰时期进行蓄冷，然后将冷量通过管道输送到需冷用户，这使得需冷用户安装独立式空调的数量减少，同时也因为其蓄冷是在晚上进行，因此这在一定程度上也对降低用电高峰时对电网的压力。传统内燃机汽车空调系统使用发动机辐射热来加热车内空气，使用发动机驱动动力直接驱动压缩机制冷。但是，电动汽车空调系统没有来自发动机的动力源和热源，而是使用电机直接驱动压缩机的热泵式空调系统或采用太阳能辅助及冰蓄冷等其它方法。区域供冷的核心便是蓄冷，电动汽车可以借鉴这一点，代替传统空调利用汽车自身能源的消耗来为汽车提供冷量，电动汽车空调可以通过别的方式为其制冷，比如冰蓄冷这一方式。关于冰蓄冷在电动汽车空调上的利用，要解决一个问题是冰如何来。考虑到电动车本身的自重对行驶里程的影响，因此电动车上不可能一次性装载过量的冰以满足长时间的供冷。可以在市区各加油站或者公交车站内搭建小型冰站，冰站内有数台连续式碎冰制冰机工作，制冰机制出的碎冰放入冰柜中储存，供电动汽车换冰使用，亦可以在电动汽车的公共充电区域内搭建这样的冰站，在电动车充电的同时为其“充冷”，这在尽量减少冰重对电动车行驶里程的前提下也提高了电动车内的舒适性，而且制冰站的制冰机的工作时间可以借鉴区域供冷，在用电低谷时开启制冷机，减小用电高峰时期对电网的压力。和传统空调相比，冰蓄冷中低温冰水的另一特点是除湿能力强，使空调区域内相对湿度降低，具有更好的舒适性，从而提高了空调品质。关于冰蓄冷对电动车的可持续运行以及对环境的影响。北京工业大学的赵辰朝老师做过一个实验，在他的纯电动汽车高效蓄能空调系统的研究一文中有关于蓄能电动车节能的一段分析，分析指出：因为汽车车型不同，所以汽车空调制冷消耗功率也不近相同，大概在1kw至5kw之间，占汽车电池功率的5%至15%。而车载蓄能空调系统只有水泵消耗汽车自身的电源，水泵电功率为一般只有几瓦。一块原装纯电动汽车车用电池使用寿命为2至3年（来源于中国汽车报）。假设空调功率为2kw，汽车电池功率为20kw，则水泵所消耗的功率占汽车功率的620= 0.03%，节省汽车电池电量高达99.7%，可以延长汽车将近10%的使用寿命。预计北京市2015年将有纯电动汽车10万辆（出自北京汽车产业“十二五”发展规划），假设每块电池的使用寿命为3年即1095天，每辆车的使用寿命为10年，则一辆车需要配备36501095=3.33块电池，10万辆车需要33.3万块电池。延长使用寿命之后，每块电池可用3年零3个半月即1204天，则一辆车需要配备36501204=3.031块电池，10万辆车需要30.31万块，则一年节省3万块电池。由于纯电动汽车种类和型号的不同，其车用电池的价格也不同，大概在8000到几万左右，假设一块电池的价格为1万，那么一年可以减少的经济浪费为1000030000=300000000元=3亿元；一块手机电池可以污染6万升水，由于纯电动汽车种类和型号的不同，其电池大小不同，假设车用电池是手机电池的20倍大，那么一块车用电池可以污染120万升水。每年有至少20%即3000020%=6000块的电池处理不当，可污染1206000=720000万升水，即使用蓄能空调系统可以减少污染720000万升水。从这段分析中可以看出，采用冰蓄冷的制冷方式的电动车与采用传统制冷的电动车的优势所在，冰蓄冷的制冷方式对于提高电动车的可持续运行起到了积极的作用，同时在不降低电动车使用的情况下对环境的影响进一步地减小，节能又环保。随着世界能源危机和大气污染两大问题的出现，世界各国也越来重视对电动汽车的研发，各大汽车厂商甚至网络电子公司如科技巨头苹果、Google、乐视等都将触角伸向电动车市场，可见电动车将会逐步取代传统汽车的主导地位，减少汽车尾气的排放，并使人们从石油危机中解脱出来。电动汽车的发展离不开其中每一项技术的创新。这样的创新也包括技术的应用创新，对技术的横