#老司機聊汽車知識#
思考這樣一個問題：
眾所周知汽車在使用冷空調時的動力會明顯下降，原因主要在於壓縮機損耗了相當程度的扭矩，如果使用電壓縮機空調系統是不是可以解決損耗動力的問題呢？答案顯然是肯定的，在解析問題之前需要掌握另外兩個知識點。首先是汽車空調系統的製冷原理。空氣不會沒有理由的自然降溫，高溫空氣是因為有足夠大的熱能，降溫一定是有其他低溫物體吸收了空氣中的熱能；因為熱力學第二定律明確說明了熱能會從高溫物體傳導至低溫物體，所以空提系統的製冷是依靠「吸熱」。（參考下圖的結構圖）
01基礎知識
【四氟乙烷】是目前所有空調系統的通用型製冷劑，包括家用空調也不例外；曾經使用的氟氯昂因會破壞臭氧層而且棄用，這種物質是相對環保的。同時四氟乙烷的沸點低至零下26.2℃（攝氏度），在絕大多數區域的冬季都會沸騰為氣態。
壓縮機驅動氣態四氟乙烷流動經過冷凝器與膨脹閥變為液態送入零度以上蒸發器瞬間吸熱蒸發蒸發器被降低到很低溫度風機將高溫空氣吹過低溫蒸發器-蒸發器吸收空氣熱能製造冷風這就是汽車空調系統（包括家用冷空調系統）的製冷原理，實際是非常簡單的；但是驅動高壓的四氟乙烷運轉需要很大的能量，大到什麼程度呢？一般壓縮機的製冷功率都在3~5PS（匹）之間。
【公制馬力】的單位為PS，用漢字標註就是匹。這個概念是蒸汽機的應用者詹姆斯瓦特的創造，其概念是每匹馬力等於「75公斤力·每米每秒」，也就是一馬力等於能夠將75公斤物體以一米一秒速度逸動的動力或動能。
家用空調壓縮機有小几匹或大幾匹的定義，汽車空調壓縮機用kw（功率單位）定義，1kw×1.36＝1PS，兩個單位是可以互相換算的。那麼按照5PS計算的話，汽車空調壓縮機的驅動力就有375公斤每米每秒的動能了；由此可見驅動氣態四氟乙烷運轉需要多大的動力，結果則是用油會很費油、用電也挺費電。
02動力衰減·原理
壓縮機想要運轉起來需要就很大的能量，燃油汽車選擇的是用發動機（內燃式熱機）為壓縮機提供動能。
壓縮機與發動機的曲軸通過皮帶進行連接，在不打開A/C開關時，發動機只是帶動壓縮機的帶輪空轉，此時並不真的壓縮製冷劑去製冷。打開開關後的壓縮機的電磁離合器會與帶輪吸合，此時才會真正的開始壓縮。
曲軸是發動機的動力輸出軸，通過飛輪輸出的動能概念就是「扭矩」了；重點是（扭矩×轉速÷9549×1.36＝馬力），扭矩降低則馬力必然縮小。而發動機輸出的馬力是用於驅動車輛行駛的，馬力被壓縮機因損耗扭矩而損耗掉了3~5PS，車輛的加速能力與同轉速的車速都會降低。
這就是為什麼打開壓縮機後汽車動力會明顯變差的原因，而想要解決這一問題其實也不難，只是燃油汽車與輕混汽車往往不會願意採用，因為製造成本真的會提升很多。
03電壓縮機·升級標準
燃油汽車是有基礎使用電空調的，3~5PS馬力的壓縮機等於2.2~3.6kw，想要用電驅壓縮機首先要做到「發電量」超過電壓縮機與其他電路系統的電耗，也就是發電機的功率要在5kw左右。
目前燃油汽車的發電機平均只有≤1.5kw的標準，所以發電機的功率需要加大；至於功率升高後的油耗並不用擔心，因為發電機的轉速是可以放大的，而且燃油汽車本就可以放大2~3倍，所以正常代步的轉速已經可以達到很高的發電量。下圖是發電機轉速與發電效率的比例，感受一下代步轉速放大後的效率吧。
重點：發電機功率提升後，電池的容量也要提升。因為即發即用對於大功率設備而言不夠穩定，而且如果在熄火狀態時錯誤打開了電壓縮機，普通汽車電瓶很快就會虧電，因其容量平均不過0.5kwh（度）左右，壓縮機每小時的耗電量是2.2~3.6kw（度），而電瓶容量低至35%左右就難以啟動發動機了！
所以為防止這種問題的出現，同時防止提供電空調系統但不能在熄火後使用，從而招致用戶的吐槽；結果是如果換裝電空調就得加裝大容量的儲能電池組，理想標準得在3~5kwh之間，現實嗎？
電池類型：鉛酸電瓶以≥3kwh容量為標準，僅僅體積就得把後備箱空間佔用的差不多了，過大的重量也會增加油耗。所以這種電池不宜使用，而體積小重量輕的鋰電池可以實現大容量，但性價比最高的鐵鋰電池以超過3kwh的容量裝車，費用也會高達1k以上。
所以包括輕混汽車都不使用電壓縮機，因其電池組容量普遍不足1kwh，燃油汽車當然更不現實了。目前只有插電混動汽車和電動汽車使用電壓縮機，因其動力電池組的容量至少在10kwh以上，不用單獨配備大容量儲能電池組是非常重要的因素。這就是燃油汽車用低成本普通壓縮機的原因了，簡配的結果。
編輯：天和Auto-汽車科學島
天和MCN授權發布
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