Car System田長青：汽車熱系統(tǒng)鋁應(yīng)用現(xiàn)狀

文_蘇亮

2022年10月19日，由中國家用電器研究院組織舉辦的第五次“空調(diào)行業(yè)鋁應(yīng)用研討會”在線上召開。中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員、博導(dǎo)田長青對汽車熱系統(tǒng)鋁應(yīng)用現(xiàn)狀進行了介紹，希望對空調(diào)行業(yè)的鋁應(yīng)用研究起到一定的借鑒意義。

↑汽車空調(diào)的主要零部件

據(jù)了解，傳統(tǒng)汽車的熱系統(tǒng)包括汽車空調(diào)、發(fā)動機冷卻液散熱器、油冷器、中冷器等；電動汽車的熱系統(tǒng)包括汽車空調(diào)、三電熱管理，并呈一體化趨勢。

田長青表示，國產(chǎn)轎車空調(diào)配備率接近100%，輕型汽車的配備率達90%以上，汽車空調(diào)已經(jīng)成為汽車中具有舉足輕重的功能部件，帶動了國內(nèi)汽車空調(diào)市場需求持續(xù)大幅增長。

在傳統(tǒng)車方面，壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、暖芯等是汽車空調(diào)的主要零部件。同時，因為汽車空調(diào)具備體積小、重量輕，能經(jīng)得起劇烈振動，空調(diào)負荷變化大，制冷能力受車速影響大，冬季有發(fā)動機散熱供暖等特點，所以鋁材在汽車空調(diào)系統(tǒng)中被大量使用。如蒸發(fā)器、冷凝器全部為鋁材，節(jié)流裝置的殼體也用鋁材。

田長青介紹說，在斜盤式壓縮機中，一般有50多個零部件，絕大部分零件以鋼件為主，鋁件約占10%～20%，但重量占比能達到35%左右。壓縮機殼體、活塞、斜盤等用鋁合金的較多，離合器線圈有的用銅、有的用鋁線圈代替；在渦旋式壓縮機中，機殼、前蓋、靜盤、動盤一般為鋁件，離合器線圈用銅，其他如軸、皮帶輪等為鋼材。

數(shù)據(jù)顯示，2021年中國汽車全年累計銷量2627.5萬輛，增長3.8%，年產(chǎn)銷量連續(xù)13年全球第一，新能源汽車全年累計銷量352.1萬輛，同比增長113.9%，占比則達到13.4%。由于新能源汽車的快速增長，所以電動汽車熱系統(tǒng)的研究與創(chuàng)新也越發(fā)重要，同時，“電動汽車空調(diào)采用熱泵系統(tǒng)成為一種技術(shù)方案”，田長青說，“電動汽車空調(diào)越來越像家用空調(diào)”。

在材料使用上，在電動渦旋壓縮機中，機殼、靜盤、動盤為鋁材，電機仍用銅線圈，其他如軸等用鋼材。

同時，田長青還特別提到，基于環(huán)境友好型制冷工質(zhì)，根據(jù)中國氣候分區(qū)，比如南方地區(qū)使用HFO-1234yf，中原地區(qū)使用HC-290，北方地區(qū)則可以使用CO2，開發(fā)適用于不同氣候區(qū)域的環(huán)保制冷劑熱泵系列，成為未來可以探討的方向之一。

田長青介紹，電動汽車熱系統(tǒng)的發(fā)展趨勢表現(xiàn)為三個方面。一是降低全年系統(tǒng)能耗、采用環(huán)保制冷劑、輕量化、全生命周期的低碳化；二是熱泵供冷供熱、車室空調(diào)及電池電機電控的一體化、模塊化；三是整車系統(tǒng)的智能化。