汽车空调换热器特点及跨临界CO2电动汽车空调系统

（1）单一的供暖空调（1927年），现仍用于部分寒冷带的车辆；

（2）单一供冷空调（1939年），现仍用于部分热带的车辆；

（3）冷暖型空调（1954 年），具有降温，除湿、通风、过滤、除霜等调节功能；

（4）1964以前，汽车空调依靠人工控制，现大量用于低档车辆上；

（5）1964年以后，自动控制技术应用于汽车空调，空调在用户设定的温度范围内自动运行，现用于高级小车及高级大客车上；

（6）1977年，电脑芯片控制用于汽车空调上，数字化显示、控制更精确。空调与汽车行驶之间的动力协调性更好；空调更舒适。

汽车空调的发展方向是受人、社会、汽车综合的影响因素所驱动，具体见下图。

（1）汽车在设计过程中的空间内部就较小，当车内人员较多的情况下，换热器可以将人们对于车辆内部的热湿情况进行满足。

（2）由于汽车的整体体积较小，在这种情况就要求空调系统的占地面积就要更加小巧，将重量控制在一定的范围内，不可过大。在进行汽车空调换热器的研究过程中在将工作性能进行保证的同时，将换热器的体积与重量进行控制。

（3）汽车在行驶过程中遇见的路况可能并不相同，在这种情况下就需要换热器具有高的抗震性与密封性，将空调系统的内部环境进行保证。

（4）汽车在行驶过程中可能会遇见不同的压强，根基这种情况在空调换热器进行工作是就要具有较高的抗压性能，并且在这种情况下面可以稳定进行工作。

（1）管片式。

管片式换热器在汽车中最原始的一种换热器结构，主要是由无数的铜管进行组装而成的，经过不同的工艺与铝翅片进行融合。这项结构就有生产较为简单，现有的工艺手段使用较为成熟，经济成本比其他几种换热器低。这项结构的优点远远没有缺点大，在汽车在进行行驶的途中的振动可以将换热器管片间的紧密程度进行松动。在汽车内部在不断变化而对时间内，管片间的紧密程度在进行着不断地改变，经常出行接触不良的问题。

（2）管带式。

管带式结构是在原有的管片式结构上面研究开发出来的。将铝合金材料进行工艺压变成管状结构，将管使用机械的手段将其改变成距离相等的蛇形管，在使用工艺手段进行管片式结构的安装，最后形成一个永久式的连接形式。这种换热器的连接方式可以将汽车形式过程中的需求进行保证，这种结构的使用时间比管片式的时间要长，换热性能也提升了较大的高度。但是这种结构在使用中的换热性能较差，并且制作多通路的管工艺较为复杂。因此，在实际汽车的空调系统中较少使用管带式换热器。

（3）平行流式。

在管带换热器中的泠凝器作为研究设计的基础，将变制冷剂中的的工作流程进行更改进而设计研究出了平行流式换热器。这种换热器的在设计过程中采用了较为先进的真空焊接技术与扁管挤压技术。这种换热器可以将汽车空调系统中的氟利昂系统的工作性能进行大幅度的提升，将替带品的工作性能进行满足。平行流式换热器是汽车空调系统向前发展中的重要标志。

（4）层叠式。

层叠式换热器将管片式与管带式换热器的工作特点都进行了保留，并在此基础上设计出了U形板式换热器，形成一种新型的空调换热器系统。这种换热器在加工过程中就在板上面加工出了波纹形，可以将空调系统的制冷性能进行保证，将汽车在行驶过程中的空气换热。在汽车公司的不断设计中将铝翅片也设计出了不同的形状，如波纹翅片、多孔翅片等。

如图所示，co₂跨临界循环由压缩、气体冷却、膨胀和蒸发这4个与常规蒸气压缩循环相似的过程组成.与常规制冷剂相比，co₂临界温度仅有31 ℃，排气压力处于临界点之上，压缩机压比较小，效率因此较高；气冷器中无相变，制冷剂温度变化较大，节流过程中超临界流体被节流到两相区，循环的节流损失大于常规制冷剂的节流损失，这些是与常规蒸气压缩循环最显著的区别。

另外，离开气体冷却器的高温制冷剂通过内部热交换器与蒸发器出来的低温制冷剂换热，以在通过膨胀机构被节流到蒸发压力之前获得足够的过冷却效果，降低蒸发器入口制冷剂干度从而提升系统性能。

与传统燃油车相比，电动汽车压缩机不再由皮带轮带动，压缩机转速与车速独立，直流变频技术可以对电动汽车压缩机实现良好的控制以满足不同工况的需求。