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汽车空调运行时，压缩机由高压电驱动。它吸入从蒸发器流出的低温低压气态制冷剂，经压缩作用，制冷剂的温度与压力显著升高，随后被输送至冷凝器。在冷凝器中，高温高压的气态制冷剂将热量传递给流经冷凝器的车外空气，进而液化转变为液态。液态制冷剂接着流经膨胀阀，在此过程中温度与压力降低，随后进入蒸发器。在蒸发器内，低温低压的液态制冷剂吸收流经蒸发器的车内空气的热量，发生蒸发变为气态。气态制冷剂又被压缩机吸入，开启新一轮循环。如此，通过制冷剂在系统内“压缩 – 冷凝 – 膨胀 – 蒸发”的循环往复，持续不断地吸收车内空气热量并排放至车外，促使车内空气温度逐步降低。

二、制热系统原理

目前，电动汽车空调制热系统主要有两种类型：PTC热敏电阻加热器和热泵系统。不同类型的制热系统的工作原理有很大区别。

🎅🏻PTC制热

PTC是一种正温度系数热敏电阻加热器。简单说，就是通过给热敏电阻通电，使得电阻发热来提高温度。现在国内大部分电动汽车采用的是PTC制热，有些车型采用PTC直接将冷空气加热，这种方式的效率较高，但高压进入驾驶舱会带来安全隐患，因此目前多采用水为介质，PTC将水加热后送到空调风道的加热芯体，再经鼓风机把暖风吹向车厢内。

用水作为介质的制热系统由鼓风机、电加热器(PTC)、 加热器水泵、加热器芯体等组成。当自动空调系统处于加热模式时，加热器在高压电的作用下对冷却液进行加热，高温冷却液被加热器水泵抽入加热器芯。同时，冷暖温度控制电机将风门旋转至采暖位置，气流在鼓风机的作用下流过加热器芯，产生热量传递。外部空气在进入乘客舱前，与加热后的空气混合，吹出舒适的暖风。虽然这种做法效制热率会有所降低，但是安全性是有保证的，也是目前的主流。

PTC制热最大的不足就是耗电，从而影响纯电动汽车的续航，特别是在寒冷的冬天。以一个2kW的PTC为例，全功率工作一个小时要消耗掉2kWh电。如果按一辆车行驶百公里耗电15kWh计，2kWh就将损失13公里的续航里程。很多北方车主抱怨电动汽车续航里程缩水太多，部分原因就在于PTC制热耗电上。再加上冬天寒冷天气下，动力电池内的物质活性下降，放电效率不高，续航里程也会打折。

🎅🏻热泵制热

热泵使用四通换向阀可以使热泵空调的蒸发器和冷凝器功能互相对换，改变热量转移方向，也即制冷和制热可共用一套系统。热泵空调优势在于能耗低，可以提高新能源汽车续航里程。

①空气模式

空调压缩机吸入从蒸发器流出的低温低压气态制冷剂。经压缩机压缩后，制冷剂温度与压力大幅升高，变为高温高压气态，随后被输送至冷凝器。在冷凝器中，高温高压的气态制冷剂将热量传递给室内空气，自身放热后冷凝成液态。液态制冷剂接着流经热力膨胀阀，在此过程中压力降低，变为低温低压的气液混合态，随后进入蒸发器。在蒸发器内，低温低压的气液混合制冷剂吸收室外空气的热量，蒸发变为气态。如此循环往复，持续不断地从室外吸收热量并释放至室内，实现制热功能。

②冷却液模式

如果外界空气极低，比制冷剂温度还低，蒸发器中的制冷剂无法从空气中吸收热量，制冷剂就会流入热交换器。在热交换器中，制冷剂可以吸收电动汽车冷却系统冷却液的热量，然后流入压缩机。

如果冷却系统冷却液的热量也不够，电加热器就会工作给冷却液加热。

③空气+冷却液模式

制冷剂既流向蒸发器也流向热交换器，从空气和冷却液都吸收热量。车辆运行时，控制单元会根据环境温度选择不同的工作模式。

使用热泵除了可以降低车内制热耗能，还可以帮助电动汽车其它部件的热管理。当前，很多电动汽车将驾驶舱的空调和电池包热管理、电驱动系统热管理结合到一起。比如，特斯拉、吉利就可以将电机的发热转移到驾驶舱的制热上。
热泵的好处是显而易见的，但是国内大部分电动汽车采用的还是PTC，主要有以下原因：
①室外温度过低的时候，制暖效果一般。
②价格较贵。

❓实车如何实现制冷与制热的切换？

传统空调的制冷原理，是利用制冷剂的物态变化，由气态变液态会散发热量，而由液态变气态则会吸热的原理。压缩机将低温低压气态制冷剂，提升为高温高压的气态制冷剂，经过冷凝器释放热量后变成高压液态制冷剂，再通过膨胀阀又变成低压液态制冷剂，在蒸发器中吸收周围空气中的热量，变成低温低压气态制冷剂回到压缩机中。蒸发器吸热造成的局部空气的低温，通过鼓风机将冷风吹入乘座室内，这就是冷空调的原理。

所谓逆卡诺循环与传统空调的制冷原理相反，则可用于车内的制热。利用一个“四通电磁换向阀”，即可实现制冷循环或制热循环，使车内得到冷气或热气。按基本的分子物理热力学原理，气态分子的能量比液态分子的能量大。空调制冷剂在循环中，利用了高温高压气体在冷凝器里液化成高压液体过程中，会释放出大量热量，这就是热泵放热的原理。冬天利用换向阀可改变空调制冷剂的流向，这时使蒸发器在反向循环中充当冷凝器放热，形成“热源”。此时只消耗小部分电能，就能将外界大量热量，搬运“泵”进纯电动汽车内，成为热泵。如下图所示，利用四管道的电磁换向阀，形成制冷剂顺向循环或逆向循环，从而得到制冷或制热的不同目的。

三、空调通风系统

①空气来源选择
系统可选择车外空气或内循环空气。选择车外新鲜空气时，能为车内补充新鲜、洁净的空气，置换车内污浊气体；选择内循环空气，则可阻止车外尾气、异味等进入车内。
②空气输送
选定的空气首先进入鼓风机。鼓风机相当于系统的“动力源” ，它通过旋转叶片产生吸力和压力，将空气吸入并加压，使空气能够在系统管道中流动。
③温度调节
加压后的空气被吹向蒸发器。制冷时，蒸发器内的低温制冷剂吸收空气热量，实现空气降温，达到制冷效果。制热时，空气经过PTC加热器。PTC加热器是一种正温度系数热敏电阻加热器，它能快速加热空气。
④气流分配
经过温度调节的空气，会根据风门的开启状态进行分配：

除霜模式：当开启除霜功能时，大部分空气流向风挡玻璃除霜口（前挡除霜）和侧窗除霜口，快速去除玻璃上的霜、雾，保障驾驶员视线清晰。
车内送风模式：空气可通过不同风道，从侧面出风口、中央出风口、脚部出风口以及后排出风口进入车内，实现不同的送风方式，满足驾乘人员不同的舒适需求。