電子發燒友網報道（文/梁浩斌）自1939年，首次在汽車上安裝了機械式制冷空調后，空調燃油車到電動汽車，空調系統也產生了不小的變化。

空調壓縮機的“新能源化”

在傳統的燃油車上，用于制冷的空調壓縮機主要是依靠發動機通過帶動皮帶驅動，即使在發動機怠速時也能運作。而電動汽車由于沒有燃油發動機，空調壓縮機就需要用到電機進行驅動。

同時，由于電動汽車的散熱需求較大，包括電池、電機、主驅逆變器、BMS等都需要進行散熱，而這些部件的散熱除了傳統的風冷之外，還需要空調壓縮機參與到這部分的散熱當中。

此前有機構對電動汽車進行夏季極端測試時，座艙內空調降溫效果不明顯，主要原因就是高溫環境下空調系統壓力增大，而為了系統正常運作，需要優先為電池包以及電機、逆變器等進行散熱。

空調壓縮機功率有限，由于優先級的不同，就導致了在極端高溫環境下，電動車座艙空調降溫效果不明顯。

除了制冷之外，空調制熱上也有所區別。因為燃油車的能量轉換效率較低，一般來說會有近50%的能量以熱量的形式釋放出來，于是在冬天，這些“廢熱”就能夠轉變成空調的暖氣，向座艙輸送。

但電動汽車上，主驅電機配合逆變器的能量轉換效率高達90%以上，動力電池在不同工況下發熱量不穩定，這也意味著要回收這些核心部件的熱量用于空調制熱更加困難。

所以初期電動汽車上，空調制熱是采用PTC加熱，相當于在制冷空調的基礎上，加上加熱元件對吹出的空氣進行加熱。雖然結構簡單，但這種加熱方式能耗較高，會嚴重影響到車輛續航里程。

所以目前中高端的電動汽車，基本已經普及了熱泵空調+PTC輔助的系統。熱泵空調是在傳統的壓縮機制冷循環基礎上，通過換向閥等換熱器系統進行制冷和制熱模式的切換，部分熱泵空調系統還有余熱回收通道，能夠回收電池、電機、逆變器的廢熱。

現有的熱泵空調又可以分為三種類型。第一種是蒸汽壓縮式熱泵系統，這是在傳統的蒸汽壓縮式制冷循環基礎上通過換向閥進行制冷和制熱模式的切換，實現車內空調制熱的功能。不過，當室外環境溫度過低時，這種熱泵系統效率低，在北方冬天零下十多度的情況下，可能基本無法制熱。

而為了解決冬季環境氣溫過低的制熱工況，又出現了噴射補氣式熱泵系統，這是一種高效的熱能轉換技術，它通過噴射器（增壓器）來提升系統的性能。在噴射補氣式熱泵中，部分排氣的高溫高壓氣體被引導至噴射器。噴射器將這部分排氣與蒸發器出來的低溫低壓制冷劑混合。排氣的高能量導致混合后的制冷劑溫度和壓力提升，但總體壓力仍低于壓縮機出口的壓力。混合后的氣體進入冷凝器，釋放更多的熱量，提高了系統的制熱效率。同時，噴射器中由于高速氣流造成的低壓區，可以吸引更多的蒸發器側的制冷劑進入冷凝器，增加了系統的循環量。

當然，噴射補氣式熱泵系統明顯復雜性提高，成本也更高。

另外還有余熱回收式熱泵系統，這是在上面提到的熱泵系統基礎上，增加余熱回收的通道，可以將電池、電機、逆變器等部件的低溫熱量轉化為向車內空調供暖的熱能，可以理解成能夠將這些熱量用于輔助熱泵工作，降低系統能耗。

不過由于回收余熱的管道增多，系統復雜度進一步提高，且對系統的控制策略要求很高。

電動汽車壓縮機，跟隨高壓平臺發展

在電動汽車中壓縮機不僅僅是用于汽車座艙中的空調，而且是關系到整車三電系統的散熱，因此運行功率較大，比如春秋季的壓縮機功率消耗一般在300～1000W, 夏冬季多在1000～2500W。所以，作為關系到汽車驅動核心部件的空調壓縮機，就被集成到整車的高壓系統中，由核心電池包直接供電。

比如此前電動汽車的平臺電壓普遍在400V左右，相應地電動汽車的空調壓縮機的額定電壓都在400V的水平。而最早用上800V電壓平臺的保時捷Taycan，最早就由于供應鏈問題，只能采用400V的空調壓縮機，通過額外的DC-DC降壓給壓縮機供電。

在電動汽車上，由于空間限制，空調壓縮機一般都像主驅系統一樣，是一個多合一的系統，主要包括電機、機械渦旋結構和用于控制的功率模塊。

在400V時代，空調壓縮機一般采用基于IGBT的IPM模塊；但目前電動汽車的平臺電壓正在往800V發展，并已經大規模應用。所以空調壓縮機，也需要像主驅一樣，使用SiC功率器件。

尤其是空調壓縮機長期運行在較輕負載的場景下，而SiC MOSFET的導通損耗相比硅IGBT更低，因此在低負載場景下的效率明顯提升。

根據致瞻科技的數據，針對800V電壓平臺，因為1200V IGBT器件以及反并聯二極管開關損耗特性較差，SiC MOSFET方案的優勢更為明顯。輕載情況下整體損耗僅為傳統IGBT IPM方案的11%～17%，而在重載工況下則變為23%～27%左右。

所以我們可以看到，近年來電動汽車空調壓縮機在往800V發展的過程中，基本都會采用SiC MOSFET器件。

小結：

在電動汽車發展的過程中，由于驅動形式的不同，電動汽車產業鏈相比燃油車已經固定的產業格局來說，會出現更多機會。包括在空調壓縮機上，我們可以看到傳統的家電巨頭，美的、海信等近年都在加速布局電動汽車應用的產品，并已經實現量產上車。