未来汽车空调系统的技术方案精

1、未来汽车空调系统的技术方案 Technical Options For Tomorrow Motor Vehicle Air Conditioning Systems E 上海三电贝洱汽车空调有限公司 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd 汽车空调重要性 The Importance of Vehicle Air Conditioning 作用：制冷、加热、除霜、除雾、空气过滤、 湿度控制等 目的：1使车厢环境舒适怡人，四季如春。 2 过滤车厢内的灰尘和过敏性物质。 2 2013-3-28 当前的汽车空调技术 Cur

2、rent Technology to Heat and Cool Vehicles 由于蒙特利尔协定，现在空调系统的制冷剂使用HFC- 134a 來代替CFC-12。 汽车空调系统利用发动机燃烧所产生的多余的热量对车 厢加热和除霜。 如今高效率的汽汕和柴汕汽车所产生的多余热量逐渐减 少，而电动、混合燃料汽车等节能汽车都以牺牲驾驶里 程和性能作为代价进行空调运行。一般的电动空调系统 以牺牲5()%的运行能力进行工作，使其无法达到从前的 运输要求。 2013-3-28 BEHA 2013-3-28 提高能量效率的重要性 The Importance of EnergyEfficient Air C

3、onditioning 对于现在币场上的电动、混合燃料动力.燃料电池.小排量的汽乍來 说，都无法彖过公燃汕汽车那样提供足够的能量进行加热和制冷。 对于普通的汽车來说，改进设计.零件和服务程序都可以减少温室气 体和其他污染物的排放。 冃前使用的空调系统占到汽乍总CO4IP放量的2-10%,在未來的使用 高效发动机的汽车中所占比例更大 温室气体的排放发生在汽车生产.使用.报废等每一个环节中。如果 辆汽车使用校长时间的话，生产和报废所造成的排放只占总排放的 很小一部分。效率低的汽乍需要使用更高比例的能量用于空调的运行。 汽车叮以通过使用特殊的车窗玻璃减少人阳辐射，改善车少捉高汽车 的密封性，这样町以

4、减少空调系统所需要的能最。 4 HFC-134a的优点： the advantage of the HFC-134a 对臭氧层的影响较小，影响潜能仅为CFC-12的1/6。 不易燃，低毒。 制冷能力和能源效率和CFC12差不多。 HFC-134a的缺点： the disadvantage of the HFC-134a 排放温室气体，仍然对环境造成影响，使用期限受 到京都议定书的限制，正在寻找替代品。 2013-3-28 BEHA 5 2013-3-28DENBEHR-6- 直接和间接对生命周期中气候性能影响因素 Direct and Indirect impact causes to Lif

5、e-Cycle Climate Performance (LCCP) 直接的影响因素：(Direct impact causes) 空调系统的泄漏屋。在给定制冷剂的情况下，取决于制冷剂的压力。 间接的影响因素：(Indirect impact causes) 1生产制造中所耗费的能量。 2.提供理想的舒适性和系统运行时所需耗费的能虽。 直接和间接的影响因素的关系： (the relationship of direct and indirect impact causes) 1.在通常的气候条件卜，间接造成制冷剂的排放远人于直接所造成的排放 量。特别是在回收和报废时所使用的回收再利用装匿以及整

6、个系统处于低 泄漏的状态下犹为明显。 2在不常使用空调的气候条件卜制冷剂的直接排放対LCCP会产t很人的 影响。 （LCCP）减少排放温室气体直接和间接的方法 Strategies for Reducing Direct and Indirect Greenhouse Gas Emissions 减少直接排放的方法：(Direct emissions of refrigerants can be reduced by ) 1 在保养和汽车报废吋，对制冷剂回收再利用。 (Recovery and recycling of refrigerant during servicing and vehi

7、cle disposal) 2使用低泄漏率的雷质量零件，低渗透率的软管，减少软管的长度，改 进连接工艺，如果可行的话，改变密封设计取代原来的压缩机轴封。 (Using high quality components with low leak rates, hoses with lower permeation rates, minimal flexible hose lengths, improved connections, andwhere feasible sliifting to fctliennetically sealed designs witliout the need fo

8、r compressor shaft seals ) 3 制冷剂充注量最上化。 (Minimizing refrigerant charge) 4改变所使用的廟冷剂，箕应具有更低的温室效应影响，较低的蒸汽压 力和渗透能力。 (Changing to a refrigerant with a lower GWP and favorable vapor pressure and permeation characteristics.) 2013-3-28 BEHR (LCCP)减少排放温室气体直接和间接的方法 Strategies for Reducing Direct and Indirect

9、Greenhouse Gas Emissions 减少间接排放的方法： (Indirect emissions of refrigerants can be reduced by) 1通过增加热绝缘体.密封车厢隔绝外部的进入的空气.以及减少车厢玻璃的热传递，来减少 车厢热量是汽车所需要的加热和制冷量降低。 (Lowering the amount of heating and cooling needed by increasing thermal insulation and decreasing thermal mass in lhe passenger compartment, by s

10、caling the vehicle body against unwanted air inHltration. and by minimizing heat tninsfer through window glass) 2控制压缩机，使其在仍然提篌湿度控制直前提下，将过冷拓再加热的M气量降为最小量. (Controlling the compressor to minimize over-cooling and subsequent rehealing of air while still providing humidity control) 3提高零斥的性能：用来进行控制.减少摩擦力、

11、热最保存.提高热传性能等. (Improving the energy efficiency of components with controls, friction reduction. thennal storage, better heat transfer, and other measures) 4 减少系统寒件的直最. (Reducing the weight of system components) 5使用新祜制冷捕和制海系统，达到理想的加热，制冷，除霜，除湿，除雾和湿度控制。 (Changing to new refrigerants and/or systems that

12、 provide better LCCP and accomplish desired heating, cooling, defrosting, demisting, deibgging. and humidity control) 2013-3-28DENBEHR8 汽车改进发展的重大变化 Important changes include auto improvements 提高发动机效率 电气化 Engine efficiency (less waste heat) Electrification 混合燃料动力系统Hybrid propulsion 新的部件New components

13、 2013-3-28 BEHR 9 汽车改进的重大变化对空调系统的新要求 new demands of auto air condition from important changes of automotive improvements 1. 汽车厂商加快汽车电气化系统 Manufacturers are electrifying automotive systems 增加电气配件（加热座椅，娱乐系统，电子导航系统） 增加电力负荷必须采用更高的电压系统 可以促使取消皮带骡动系统（发电机、压缩机、水泵与 动力转向泵）电动空调系统 封闭式的电机与压缩机无需使用软管、轴封一 实现了更好的密封 汽

14、车改进的重大变化对空调系统的新要求 new demands of auto air condition from important changes of automotive improvements 2. 电动和混合燃料动力汽车负载要求 Electric and some hybrid vehicles require load scheduling 效率提高、温室汽车扌IF放少使用更少的燃料 一些混合汽车为了减少排放的气体设置开关 （使其在电马达和发动机之间进行切换，减少能量消耗） 对空调系统的布置都产生新的要求 2013-3-28 BEHR -11 2013-3-28DENBEHR 1

15、2 2大汽车厂商燃料动力汽车的区别 the differences of hybrid vehicles of the 2 famous auto company 丰山公司（TOYOTA） 通过在电动模式和发动 机模式之间设置开关进行切 换进行工作來达到节能的冃 的。当需要制冷和加热时， 只能在发动机模式下运行， 因为压缩机的皮带轮连接于 发动机上，并口发动机运行 还可以捉供热量加热车用i。 当汽车处于间歇式停车或缓 慢减速的情况下，才将模式 置于“电动”挡。 本山公司（HONDA） 燃料动力汽车拥有一个 小型的汽汕发动机，与电9 达输出的辅助功率一起作用 运行。本UJ公词采用独特的 “经济模

16、式”,即“间断式 停止模式，当挡位置于空 挡时，临时关闭发动机：当 至于其他挡位时，发动机将 亟新启动工作。当对加热和 制冷仃更高要求时，发动机 可以连续不间断匸作运行。 汽车改进的重大变化对空调系统的新要求 new demands of auto air condition from important changes of automotive improvements 3. 新的零件与技术可以减少加热和制冷的负荷： New component technology can reduce heating and cooling load: 改良热绝缘体（车门衬垫，车窗玻璃涂膜） *减少热量

17、吸收和传递 减少加热和制冷负荷直接减少能量消耗和排放 可以使用更小马力的系统节约能源 2013-3-28 BEHR 减少汽车排放的技术选择 Technology Choice for reducing vehicle air conditioning system emissions 目前至少存在6种可能的技术选择： 改进现有R134a制冷系统的性能（方法1-3） improving the performance of existing HFC-134a systems （option 1-3） 选用其他可替代制冷剂(方法46 ) using alternative refrigerants

18、 (option 4-6) 2013-3-28DENBEHR14 方法1 :改善维修和处理HFC-134a空调系统的方法 Option 1: Improved Servicing and Disposal of HFC-134a Systems 方法(methods)： 回收和再循环利用HFC-134a,可以减少直接对环境的影响。 在美国和瑞典，这是法律所强制的。 优势(advantage)： 1. El询车用空调HFC-134a的冋收利用率生60%左右。估计这个比例 发达国家可在12年内达到90% ,发展中国家町能也只需要13 年的时间。 2. 汽乍排放量每年可以减少10KT,佔计到2010

19、年每年减少nJ达80KT。 3. 如果广泛采用在现有的汽车上的话，对环境保护具有巨大的好处。 2013-3-28 BEHR 15- 方法2：改良HFC134a系统 Option 2: Improved HFC-134a Systems 方法(methods)： 减少充注量，减少泄漏和提高能效。 优势(advantage)： 1. 生产低泄露率的零件，有塑在13年内解决。重新设计更高能 效的空调系统，有望在24年内解决。生产更高质最的零件， 供应商有望在2-4年内解决。 2. 相比CO,. HFC-152a等其他制冷系统，投入使用更快，成本 增加不套。 3. 汽车平均充注量佔讣可以从0.9 kg

20、降到0.8 kg ,半均每年的泄 漏量可以从0.07 kg/year 减到0.04 kg/year。 2013-3-28DENBEHR16 方法3：封闭式HFC-134a系统 Option 3: Hermetic HFC-134a 方法（methods）： HFC-134a全密封运行系统（类似于家用的空调系统）再加上 HFC-134a的完全回收利叩。 优势（advantage）: 1. 不需耍太多的技术突破。 2. 封闭式HFC-134a系统的实现，依赖于汽乍附件电气化程度的提 高或汽车转向使用更髙的电压系统。 3. 在现在需要考虑使用高电压系统的汽车中，这-技术具有很强 的吸引力，可以用在内

21、燃机、电动和泯合动力等各类汽车中。 4. 斥缩机转速的控制与发动机转速无关，町以更好的捉高能效。 2013-3-28 BEHA 2013-3-28 方法4：碳氢化合物的制冷系统 Option 4: Hydrocarbon Refrigerants in Modified Systems 方法（methods）： 使用碳氢化合物作为制冷剂，使用二次制冷循环降低其易燃 性的风险。 优势（advantages）: 1. 相比全封闭系统和co,制冷系统，碳氢化合物系统的技术难度 较小。 2. 可以改善制冷性能，提高乘客的舒适性。 -18 方法5：低温室效应的HFC-152a的制冷系统 Option 5

22、: Low-GWP HFC-152a Refrigerant in Modified Systems 方法（methods）： 使用HFC152a作为制冷剂，其燃烧值只有丙烷的1/3。并使 m 次制冷循环进一步降低其易燃性。 优势（advantages）: 1. 相比全封闭系统fiico2制冷系统，技术难度较小。 2. 相对于丙烷，它的燃烧产生的热量仅为丙烷的1/3,因此HFC152a 制冷剂的町燃危险性较低。 2013-3-28 BEHA 19 方法6： CO2制冷剂的替代系统 Option 6: Carbon Dioxide Refrigerant in Modified Systems 方法（methods）： 使用CO2作为制冷剂 优势(advantages ): 1. 相比HFC134a系统，