新能源汽车空调压缩机：科技驱动的冷暖核心

一、新能源汽车空调系统概述

新能源汽车空调系统在车辆中起着至关重要的作用，它直接影响着驾乘人员的舒适度。新能源汽车空调系统主要由制冷系统、加热系统、送风系统、操纵控制系统和空气净化系统等组成。

制冷系统通常由电动压缩机、冷凝器、压力传感器、电子膨胀阀、蒸发器等组成。其中，电动压缩机是制冷系统的核心部件，它通过吸入低温低压的气态制冷剂，将其压缩成高温高压的气体，然后排出压缩机。冷凝器则将高温高压的过热制冷剂气体冷却，使其冷凝成液体，并排出大量的热量。电子膨胀阀和蒸发器则负责调节制冷剂的流量和压力，使制冷剂在蒸发箱内膨胀吸热，从而冷却鼓风机吹出的空气。

加热系统主要有多种方式。一种是通过 PTC 加热器加热，PTC 加热器一般配置在驾驶席和副驾驶席之间的地板下方，由可用电发热的 PTC 加热器元件、散热扇、散热剂流路和控制底板等组成。另一种是热泵型空调系统，它是在原有燃油汽车上进行改进的，压缩机由永磁直流无刷电动机直接驱动。还有一种是驻车加热器制热，通过计量油泵将燃油打到燃烧室前的金属毡上，点火器加热后将喷溅的细小油滴气化，空气与汽油混合后点燃，将热能传递给发动机冷却液，再通过电动循环水泵推动冷却液循环进入蒸发箱内散热器，从而加热车内空气。

新能源汽车空调系统的工作原理与传统燃油汽车空调系统有一定的相似性，但也存在差异。例如，在制冷方面，两者都是通过压缩机和制冷剂来实现的。但在制热方面，传统燃油汽车主要依靠发动机冷却液的热效应，而新能源汽车则需要通过电加热元件或热泵技术来产生热量。

总之，新能源汽车空调系统的组成和工作原理较为复杂，但其对于提高驾乘人员的舒适度和车辆的整体性能具有重要意义。

二、压缩机的种类

（一）按驱动方式分类

传统发动机驱动：这种类型常见于传统燃油汽车，在新能源汽车中的一些混合动力汽车也可能采用。其特点是通过发动机的传动带带动压缩机工作。优点是技术成熟，制造工艺相对简单，成本较低。缺点是当发动机熄火时，空调压缩机也会停止工作，影响车内空调的使用，并且其工作效率受发动机转速影响较大。

发动机和电动机驱动的混合动力型：对于需要提高现有内燃机效率、实现小型化的汽车厂商，会供应借助传统发动机传动带传动类型的压缩机；对于以发动机为主体、电动机为辅的车辆（Mi1dHEV 弱混），则供应带传动和电动机驱动兼顾的混合式压缩机。这种类型的优点是可以根据不同的工况选择合适的驱动方式，提高能源利用效率。缺点是结构相对复杂，成本较高。

单纯变频电动机驱动：对于以电动机为主体（strong-HEV 强混、EV 电动）的车辆，则供应电动压缩机。其特点是由电机直接驱动压缩机，工作效率高，响应速度快，可以根据车内温度需求自动调节转速，实现精确的温度控制。同时，由于没有发动机的传动部件，减少了能量损失，更加节能环保。

（二）按工作原理分类

定排量压缩机：定排量压缩机的排气量随发动机转速的提高而成比例增加。工作原理是通过采集蒸发器出风口的温度信号或空调系统压力来控制压缩机的启停。当温度达到设定温度或管路内压力过高时，压缩机停止工作；当温度升高或压力下降时，压缩机重新启动。其优点是结构简单，制造技术成熟，价格相对较低。缺点是不能根据制冷需求自动改变功率输出，对发动机油耗影响较大，且在工作过程中会出现频繁启停的情况，影响舒适性和压缩机的使用寿命。

变排量压缩机：变排量压缩机可根据设定温度自动调节功率输出。空调控制系统不采集蒸发器出风口的温度信号，而是根据空调管路内压力的变化信号控制压缩机的压缩比来自动调节出风口温度。在制冷的全过程中，压缩机始终处于工作状态。其优点是能够根据实际需求自动调节制冷强度，提高能源利用效率，减少能耗。缺点是结构复杂，成本较高，对控制系统的要求也更高。

（三）按工作方式分类

3.1 往复式压缩机：

曲轴连杆式：工作过程分为压缩、排气、膨胀、吸气四个阶段。曲轴旋转时，通过连杆带动活塞往复运动，使由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面构成的工作容积发生周期性变化，从而在制冷系统中起到压缩和输送制冷剂的作用。优点是制造技术成熟，结构简单，对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低，适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强。缺点是无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化，排气不连续，气流容易出现波动，工作时有较大的振动。目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。

轴向活塞式：常见的有摇板式或斜板式压缩机，是汽车空调压缩机中的主流产品。各气缸以压缩机主轴为中心圆周布置，活塞运动方向与压缩机的主轴平行。斜板与压缩机主轴固定在一起，斜板边缘推动活塞作轴向往复运动。优点是容易实现小型化和轻量化，可以实现高转速工作，结构紧凑，效率高，性能可靠。在实现了可变排量控制之后，广泛应用于汽车空调。

3.2 旋转式压缩机：

旋转叶片式：气缸形状有圆形和椭圆形两种。转子的主轴与气缸有一定的偏心距或重合，叶片将气缸分成几个空间，当主轴带动转子旋转时，这些空间的容积不断变化，实现制冷剂的吸入、压缩和排出。优点是体积和重量小，易于在狭小的发动机舱内进行布置，噪声和振动小，容积效率高。缺点是对加工精度要求很高，制造成本较高。

涡旋式：作为第四代压缩机，其结构特点是包含一对螺旋线缠绕的固定蜗形管和可变蜗形管、无刷电动机等。工作原理分为吸入、压缩、排放三个过程。吸入过程中，气态制冷剂从进风口吸入随着可变蜗形管旋转而增大的压缩室；压缩过程中，压缩室容量逐渐减小，气态制冷剂被压缩并排到固定蜗形管的中心；排放过程中，当气态制冷剂压缩完成压力较高时，通过按压排放阀从固定蜗形管中心排放口排出。优点是高效、低噪、可靠、节能等。缺点是技术相对复杂，成本较高。

三、工作原理详解

（一）压缩过程

新能源汽车空调压缩机在工作时，如同一个强大的 “空气泵”。它持续地吸入蒸发器出口处的低温低压制冷剂气体。这些制冷剂气体的温度约为 0°C，压力约为 0.15 - 0.2MPa。当气体进入压缩机后，压缩机内的电机或传动装置开始运转，通过机械作用将气体压缩。在压缩过程中，气体的体积逐渐减小，温度和压力不断升高。最终，制冷剂气体被压缩成高温高压的气体排出压缩机。此时，气体的温度约为 70 - 80°C，压力约为 1.5MPa。这个过程就像是给气球打气一样，不断地将气体压缩，使其具有更高的能量。

（二）散热过程

从压缩机排出的高温高压的过热制冷剂气体，如同一个 “热炸弹”，携带着大量的热量。当这些气体进入冷凝器后，开始了散热过程。冷凝器通常由一系列金属管道和散热片组成，其目的是将热量散发到周围的空气中。在冷凝器中，制冷剂气体与流过冷凝器的外部环境空气进行热交换。由于压力及温度的降低，制冷剂气体逐渐冷凝成液体。这个过程中，大量的热量被排出。从冷凝器出来的制冷剂被冷凝成中温高压（约为 45°C，压力约为 1.5MPa）的过冷制冷剂液体。就像我们在炎热的夏天用扇子扇风来降低身体的温度一样，冷凝器通过与空气的热交换，将制冷剂的热量带走，使其从气态变为液态。

（三）节流过程

从冷凝出来的过冷制冷剂液体，接下来进入膨胀装置。在这个过程中，温度和压力较高的制冷剂液体发生了神奇的变化。当液体通过膨胀装置后，体积变大，压力和温度急剧下降。这是因为膨胀装置的特殊结构，使得制冷剂液体的流动通道突然变宽，压力瞬间降低。同时，由于压力的降低，制冷剂液体的沸点也随之降低，部分液体迅速蒸发成气体，形成雾状（细小液滴）排出膨胀装置。此时，制冷剂变成了低温低压（温度约 -10°C、压力约为 0.15 - 0.2MPa）的制冷剂湿蒸汽。这个过程就像是一个 “减压阀门”，将高压的制冷剂液体转化为低压的湿蒸汽，为下一步的吸热过程做好准备。

（四）吸热过程

雾状制冷剂液体进入蒸发器后，开始了吸热过程。蒸发器通常位于车内，与车内空气进行热交换。此时，制冷剂的沸点远低于蒸发器内的温度。因此，制冷剂液体迅速蒸发成气体。在蒸发过程中，制冷剂不断吸收车内空气的热量，使车内空气的温度降低。从蒸发器出来时，制冷剂变成了低温低压（温度约为 0°C、压力约为 0.15 - 0.2MPa）的制冷过热蒸气。这些过热蒸气再次被吸入压缩机，开始下一次的制冷循环。这个过程就像是一个 “吸热器”，不断地从周围环境中吸收热量，从而实现降低车内温度的目的。

四、新能源汽车空调压缩机供应商简介

在新能源汽车领域，空调系统压缩机的品牌和型号规格多样。其中，浙江三田汽车空调压缩机有限公司的 “STAL-34 型新能源电动汽车空调压缩机” 在 2021 年销售收入达 8263 万元，国内市场占有率占 27%，国外市场占有率占 7.5%，具有技术水平高、附加值大等特点，获发明专利 1 个，实用新型专利 4 个。

英华特公司的产品中有电驱动车用涡旋压缩机，可用于驻车环境下制冷制热和新能源车热管理系统，目前销售主要应用于商用车，同时也在积极推进乘用车市场。

五菱电车压缩机型号通常为 WJC-12 型，也有说法是长安逸动 EV460 新能源汽车使用的汉拿空调压缩机型号为 “TM31”。

长虹华意旗下浙江威乐公司生产新能源汽车空调压缩机，主要客户包括上汽通用五菱、易捷特等新能源汽车厂商。

汽车空调压缩机品牌十大排名中，涉及新能源汽车空调压缩机的有广宇，上海广宇汽车空压机有限公司是中国最早的汽车空调压缩机研发单位和创新企业，已成为解放、东风、北汽福田等汽车制造企业的汽车空调压缩机供应商，且瞄准新能源市场进行下一步研发；德尔福派克电气公司也是全球最大的汽车线束系统制造厂商，为国内众多汽车制造商供货，包括一汽大众、通用汽车、上海大众、东风日产、奇瑞等。

此外，汽车空调节压缩机品牌还有三电贝尔、建设、电装、法雷奥、三电、比泽尔、奥特佳、协众等。新能源汽车使用的涡旋式压缩机具有高效、低噪、可靠、节能等优点，被广泛应用于新能源电动汽车中。这种压缩机取消了前端的驱动轮，增加了驱动电机和单独的控制模块，并使用制冷气体来压缩制冷剂。其核心部件包括两个相互啮合的涡盘，能够实现高效的制冷效果。不同品牌和型号的压缩机在性能、规格和适用范围上各有特点，为新能源汽车的空调系统提供了多样化的选择

五、新能源电动涡旋压缩机

新能源电动涡旋压缩机是一种在新能源汽车以及众多需要高效制冷或制热系统中发挥关键作用的设备。

从结构上看，它主要由动涡旋盘和静涡旋盘组成。这两个涡旋盘呈渐开线的形状，相互嵌套。当压缩机工作时，动涡旋盘在电机的驱动下围绕静涡旋盘的中心做偏心运动，这样就在两个涡旋盘之间形成了一系列大小不等的月牙形压缩腔。气体从吸气口进入最外侧的压缩腔，随着动涡旋盘的运动，这些压缩腔不断向中心移动，容积逐渐变小，气体被逐步压缩，最终从中心的排气口排出，实现了气体的压缩过程。

在工作原理方面，电动涡旋压缩机是通过电机直接驱动，这和传统的由发动机通过皮带等方式驱动的压缩机有着很大的区别。在新能源汽车中，它利用车辆电池提供的电能，电机带动涡旋盘运转。这种驱动方式的优势在于它的效率更高。因为它能够根据实际的制冷或制热需求精准地控制电机的转速，从而调整压缩机制冷量或制热量，避免了传统压缩机那种由于发动机转速变化而导致的制冷或制热不稳定的情况。

六、新能源车压缩机与传统燃油车压缩机的区别

传统燃油车一般使用机械式压缩机，压缩机由发动机提供动力。压缩机与发动机用皮带相连，发动机带动压缩机运转。此类压缩机具有结构简单、生产和维修成本低、制冷量大等优点，缺点是需要发动机提供动力，降低了发动机的功率。

新能源车通常使用电动压缩机。新能源汽车电动压缩机工作原理为动力电池向压缩机变频器供电，变频器将直流电转化为交流电，向三相永磁同步电机输出交流电，三相永磁同步电机带动涡旋式压缩机运转，将低压气体制冷剂压缩成高压气。新能源汽车使用的是涡旋式压缩机，这种压缩机取消了前端的驱动轮，增加了驱动电机和单独的控制模块，并使用制冷气体来压缩制冷剂。涡旋式压缩机的核心部件包括两个相互啮合的涡盘，能够实现高效、低噪、可靠、节能等优点，被广泛应用于新能源电动汽车中。

油车的压缩机和电车压缩机的区别在于它们的动力来源不同。油车的压缩机通常由发动机驱动，而电车压缩机则由电池供电。这意味着电车压缩机不会产生排放物，因为它不需要燃料燃烧。此外，电车压缩机的噪音也比油车的压缩机要小得多。当车内的温度超过设定的温度，汽车的空调压缩机便会不停的工作，对于新能源车，由于其电动压缩机可在较高压比下运行，可借助滑阀改变压缩有效行程，可进行 10 - 100% 的无级冷量调节，能根据温度需求随时调整转速以达到节省能源的作用，而传统汽车压缩机不能实现这些功能。如果是变排量压缩机的话，可以调整排量，也可以降低整车能源的消耗。

传统燃油车的压缩机动力主要来源于发动机。发动机通过皮带带动压缩机运转，在不打开空调时，压缩机的带轮空转，打开空调后，电磁离合器通电，使压缩机带轮与内部活塞连接，从而由发动机为其提供动力。这种方式使得燃油车开空调时，会加大发动机的负荷，增加燃油消耗。例如，家用空调的耗电量可以通过功率计算，而燃油汽车的发动机是内燃式热机，消耗燃油转化机械能。带动压缩机运转是让压缩机的带轮通过皮带与内燃机的曲轴连接，需要几百公斤力才能推动制冷剂在管路中流动，而这些动力需要消耗燃油来转化。在中低转速区间，发动机动力输出较低，开启空调后，发动机部分功率用于推动压缩机运转，会导致动力减少，影响加速效率。

6.1 传统燃油车压缩机结构及部件

传统燃油汽车摆盘式压缩机由吸盘、皮带轮、电磁离合器、前端盖、驱动轴、轴承、摆盘、楔形传动板、活塞、缸体、阀体、阀片、调节阀、后端盖、固定螺栓等部件组成。压缩机运转噪声主要有机械噪声、气动噪声、电磁噪声 3 类。其机械噪声主要有摩擦噪声、撞击噪声以及结构噪声等。

6.2 传统燃油车压缩机优缺点

优点：具有结构简单、生产和维修成本低、制冷量大等特点。例如，在一些传统车型中，这种压缩机技术成熟，能够满足基本的制冷需求。

缺点：需要发动机提供动力，降低了发动机的功率，增加了燃油消耗。当开空调时，会加大发动机负荷，影响车辆动力性能。而且在怠速状态下开空调对发动机不好。此外，压缩机运转时会产生较大的噪声，影响驾驶舒适性。

6.3 新能源车压缩机动力来源

新能源车压缩机通常由电池提供动力。例如，新能源汽车的电动压缩机由动力电池向压缩机变频器供电，变频器将直流电转化为交流电，向三相永磁同步电机输出交流电，三相永磁同步电机带动涡旋式压缩机运转。与传统燃油车不同，新能源车的压缩机不需要依赖发动机提供动力，因此不会对发动机的功率产生影响。

6.4 新能源车压缩机工作原理

新能源汽车电动压缩机工作原理为：动力电池向压缩机变频器供电，变频器将直流电转化为交流电，向三相永磁同步电机输出交流电，三相永磁同步电机带动涡旋式压缩机运转。涡旋式压缩机的核心部件包括一个定涡旋盘和一个动涡旋盘，两个函数方程型线的动、静涡盘相互咬合而成相互啮合，相互错开 180° 安装。当驱动电机旋转带动动涡旋盘公转时，制冷气体通过滤芯吸入到定涡盘的外围部分，随着驱动轴的旋转，动涡旋盘在定涡旋盘内按轨迹运转。使动、定涡旋盘之间形成由外向内体积逐渐缩小的六个腔，制冷气体在动、定涡旋盘所组成的六个月牙形压缩腔内被逐步压缩，最后从定涡旋盘中心孔通过阀片将被压缩后的制冷气体连续排出。

6.5 新能源车压缩机核心部件

新能源汽车使用的涡旋式压缩机核心部件包括两个相互啮合的涡盘，一个定涡旋盘（固定在机架上）；一个动涡旋盘（由电动机直接驱动，围绕定涡旋盘做很小回转半径的公转运动）。因其线型相同故采用相互错开 180° 的方式组合在一起，即相位角相差 180°。此外，驱动电机采用具有体积小、质量轻、效率高等优点的三相永磁同步电机，还需要控制模块（变频器）将直流电转化为交流电，保证电机平稳运转的同时，产生足够的转矩以驱动压缩机运转。

6.6 新能源车压缩机的优势

新能源车压缩机具有诸多优势。首先，更加高效和环保，因为它不需要通过发动机的机械运动来驱动，而是利用电能来实现压缩，不会产生排放物。其次，噪音比传统燃油车的压缩机要小得多。例如，在新能源汽车行驶过程中，车内环境更加安静，提升了驾驶和乘坐的舒适性。此外，新能源车压缩机能更好地满足新能源汽车的散热需求，包括电池、电机、主驱逆变器、BMS 等都需要进行散热时，空调压缩机可以参与到这部分的散热当中。同时，一些新能源车采用热泵空调 + PTC 辅助的系统，提高了制热效率，降低了能耗，对车辆续航里程的影响较小。

七 小结

传统燃油车压缩机与新能源车压缩机在动力来源、工作原理、结构部件以及优缺点等方面存在明显区别。传统燃油车压缩机依赖发动机提供动力，增加了燃油消耗和发动机负荷，且噪声较大。而新能源车压缩机由电池提供动力，更加高效、环保、安静，能更好地满足新能源汽车的散热和制热需求，提升了新能源汽车的整体性能和驾驶体验。

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参考图片链接：

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