电动汽车除雾方案探讨_家电_

跃迪电动汽车冬季除雾除霜的方法,你get了吗

杨卫芳++桂超++刘亚萍

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.033

摘要：汽车在高湿环境下，会引起车窗结雾，影响车辆正常行驶。传统汽车具有技术比较成熟的空调系统用于除雾，而电动汽车发展处于起步阶段，节能高效的空调系统尚处于研究发展阶段。本文对现有的多种不同的除雾方式进行探讨，探索高效快速的除雾方案。

关键词：结雾除雾除湿电动汽车

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）09（a）-0033-02

汽车车窗结雾在行车过程中对安全性造成了一定影响，快速对玻璃进行除雾及车厢温湿度的控制十分重要。随着汽车保有量逐年增加，在节能环保的发展趋势下，大力发展新能源汽车已经成为世界各国共同关注的问题。传统燃油汽车除雾时采用空调系统降湿来进行除雾，电动汽车空调系统与燃油汽车存在明显的不同，设计合理的快速除雾方式，不仅可以保证行车的安全性与舒适性，而且可以有效降低能耗，促进电动汽车的推广应用。本文通过对电动汽车除雾与燃油汽车除雾方式的分析，探索高效节能的电动汽车除雾方案。

1 汽车玻璃结雾及除雾原理

当车窗表面温度低于车厢空气的露点温度时，湿度较高的车内空气遇到玻璃冷表面时会有水分析出形成雾，行车过程中严重影响视线。

车窗进行除雾时，可以采用以下几种方式：（1）通过手动擦车窗进行除雾，而这种方式在行车过程中会影响行车的安全性，该方式不能有效降低车厢空气的湿度，除雾以后很容易重新结雾。（2）通过空气外循环引外界新风至车窗进行除雾，当外界空气含湿量低于车窗内表面饱和空气层的含湿量时，新风与饱和空气层之间发生热质交换，玻璃内表面雾逐渐气化被新风带走，达到除雾的目的。这种除雾方式适合北方冬季，新风经暖风散热器加热升温后的空气相对湿度较低，具备较强的吸湿能力，除雾效果很好。（3）通过空调除湿来进行除雾，当内外空气含湿量都较大时，可利用空调系统辅助进行除雾。空调蒸发器作为表冷器除去循环空气中的水分，含湿量较低的空气经挡风玻璃带走水分，实现除雾。冬季低温时为了保证车厢舒适性，空调系统除湿后的空气由暖风散热器加热升温，以高温低湿的状态进行除雾，且不影响车厢舒适性。（4）通过在挡风玻璃上喷涂防雾剂或肥皂水进行除雾，在一定程度上可以缓解结雾，但有效时间并非很长且车厢湿度持续上升，该方式应用较少。奇瑞公司洪丽等人对汽车玻璃防雾涂层进行了研究，防结雾方法主要包括疏水性防雾法和亲水性防雾法，相关科研成果较多，但未投入汽车中使用。

2 电动汽车除雾

电动汽车的电机余热非常少，部分汽车厂商采用独立的蒸汽压缩式空调系统结合电加热的空调形式，但在一定程度上影响了汽车续航能力，一套高效节能的电动汽车空调系统成为诸多专家的研究方向。目前电动汽车除雾采用的方式主要有以下几种。

日本电装公司曾设计研发一套R134a热泵空调系统（如图1所示），该系统在车内空调总成器里设置2台换热器，供制冷和制热模式下分别使用，合理解决了制冷与制热工况下换热器不匹配的问题。除雾模式时，类似于除湿机工作原理，工质将经过3个换热器，由车内蒸发器除湿，再由车内冷凝器升温，以高温低湿的空气进行除雾，可达到理想的除雾效果。该系统的除湿特点是循环工质的2次节流降温和2次蒸发吸热，第一次于外换热器蒸发吸热，保证内冷凝器足够的放热量，第二次于内换热器蒸发器少量吸热即可满足循环空气减湿冷却，经济性较强。

比亚迪公司曾设计研究一款三换热器热泵空调系统，类似于日本电装公司的R134a空调系统，满足夏季、冬季、除雾、除霜多种运行情况的系统匹配问题。在除湿模式下，工质依然经过3个换热器，循环空气首先由车内蒸发器冷却减湿后，再由车内冷凝器等湿加热，保证高温低湿的空气进行除雾。

比亚迪公司又设计研究了一款带冷却液循环的电动汽车空调系统（如图2所示）。该空调系统在常温工况下，工质由压缩机出来进入气液换热器与冷却液换热，然后一部分经节流进入外部换热器吸热，另一部分经节流进入第二内部换热器吸热，然后汇聚回到压缩机，气液换热器出来的高温冷却液来到第一内部换热器与循环空气进行换热。循环空气首先经第二内部换热器冷却，再经第一内部换热器加热，通过冷热风比例分配，可得到理想的出风温湿度。冬季利用这一模式，可以为车厢送入高温低湿的空气进行车窗除雾。

中原工学院周光辉教授等，设计发明一套带补气的热泵空调系统（如图3所示），可在低温下运行并保持较高的性能。该系统保留了电加热器，在比较低的温度下仍可保证车厢温度的稳定，且除湿模式下运行时，车内换热器可作为蒸发器对循环空气进行除湿冷却，利用PTC电加热芯体再对循环空气加热，既实现除雾的同时亦保证了车内舒适性，该系统的热泵空调设计经济性较强。

电加热除雾方法多用于后车窗除雾，部分车型具备前车窗电加热功能，当玻璃温度高于室内空气露点温度时即可避免车窗结雾，在一定程度上可以解决车窗结雾的问题。泛亚汽车技术中心有限公司葛如炜等人提出了电热前挡风玻璃运用于电动汽车，采用布置电加热丝的方式进行除霜除雾，并与液侧电加热暖风除霜除雾性能进行对比。玻璃温度随时间变化如图4所示。针对除霜，电加热暖风除霜总耗能1.736kW·h，而电加热挡风玻璃耗能624W，电加热挡风玻璃除霜能耗远小于暖风除霜。

3 结语

相关研究显示，带补气增焓系统的电动汽车热泵空調系统节能性较高，补气增焓可保证一定的制热量，可实现低温环境下低能耗运行，且效率较高，冬季除雾时需要配合电加热器工作。三换热器系统，除雾效果较为理想，能解决四通换向阀存在的一些问题，但系统过于复杂会对车载空调产生一定影响，未来须进一步研究改进。

电动汽车的空调系统的研究尚处于起步阶段，车窗除雾研究相对较少，除雾有待进一步探讨和分析，不仅可以完善电动汽车的空调系统配置，还可以促进电动汽车推广应用。汽车在向节能、减排、智能、舒适的方向发展。另外，自动除雾技术也必将逐步取代传统手动控制除雾，电动汽车车厢温湿度调节需要进一步探索和研究。

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