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半导体车载冰箱:让科技走进生活

盖世汽车快讯 童郜生 2021-09-26 12:14:50

随着汽车的普及,汽车不再是一个简单的遮风挡雨的便捷工具,更舒适、更安全、更智能成为市场与技术的发展趋势,未来汽车将成为一个集办公、休息、娱乐为一体的移动空间。冰箱已成为日常生活必不可少的家用电器,然而,车载冰箱对于大多数消费者还是比较陌生的车载产品。

l 什么是车载冰箱

车载冰箱是家用冰箱的延续和功能拓展,具备户外出行时食品、药品、化妆品等低温或恒温存储功能,还具备低功耗、无污染、低噪音等特点。车载冰箱拓展了传统冰箱使用空间的限制,满足人们户外出行对冰箱的需求, 进一步提升了汽车消费带来的生活便利和品质。

基于消费者多样化需求,车载冰箱除了具备传统冰箱的冷藏/冷冻功能外,还可以增加制热功能,并由此可以衍生多个种类和用途。例如,专为女性设计的车载美妆恒温箱,可恒温存放口红、面膜等多种化妆品;为高端商务汽车订制的红酒/香槟存储恒温箱;满足母婴需求的车载多功能分区恒温箱等。随着车载冰箱的普及和消费市场的不断成熟,未来市场还会出现更多功能特色的车载冰箱。

l 车载冰箱与传统冰箱的区别

相比传统家用冰箱,车载冰箱在使用环境、电气环境、功能需求、体积重量等都要更加严苛。

1. 由于车内布置空间限制,车载冰箱体积必须紧凑,同时要满足容积需求。

2. 汽车使用环境极为恶劣,如夏季高温、冬季严寒、各种振动颠簸等,车载冰箱必须通过多个严苛的温湿度环境和机械振动等汽车标准测试,确保产品的可靠性。

3. 车载冰箱需要通过电磁兼容(EMC)测试,确保冰箱与车内其他电子产品不会产生电磁互相干扰,从而影响正常工作。

l 车载冰箱技术与特点

目前车载冰箱技术主要有热电半导体制冷技术和压缩式制冷技术。二者在工作原理上有本质的区别,并由此产生不同的技术特点。

压缩式制冷 利用卡诺原理的逆循环即制冷循环的一种制冷方法。压缩式制冷利用沸点很低的制冷剂在气液相变过程所发生的吸放热现象,实现制冷。整个过程包括压缩机的抽吸压缩、冷凝器的放热冷凝(散热)、节流阀的节流降压、蒸发器的吸热汽化(制冷)。因此,压缩式制冷包含四大核心部件即压缩机、节流阀、冷凝器与蒸发器,其体积一般较大。目前压缩式制冷技术较为成熟,制冷效率高,制冷能力可达-18℃。然而,受压缩机制冷系统的体积限制,车载压缩机冰箱的尺寸通常较大,更适合布置空间大的大容积车载冰箱。

半导体制冷 利用热电半导体"帕尔帖效应"进行制冷,又称电子制冷。半导体制冷属于电子物理制冷,如图1所示,根本不用制冷工质和机械运动部件,从而彻底解决了介质污染和机械振动等机械制冷冰箱所无法解决的应用问题,是真正的绿色环保制冷技术。

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图1   半导体制冷原理

半导体冰箱可通过直流电直接进行制冷控制,温度响应速度快,而且电流反向即可切换为制热模式,因此这种冰箱的一大优点是既能制冷又能制热,非常适用于恒温控制。但受半导体制冷最大能力的限制,半导体冰箱通常仅具备冷藏能力,不具备冷冻能力。

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图2   半导体制冷器件

半导体制冷器件的体积小,高度只有几毫米,长宽在几十毫米,体积与重量仅为微型压缩机的几十分之一。因此,半导体制冷系统在实际应用中占据空间小,易于布置,适合狭小空间应用。由于汽车内部布置空间限制,微型压缩机制冷系统体积大,布置极为不便,部分空间狭小的场合(如座椅扶手)甚至无法应用。而半导体制冷系统体积小,重量轻的特点使其在小空间应用显现不可替代的优势。

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图3   半导体冰箱原理

半导体冰箱的另一优势是,相比压缩机制冷系统,半导体制冷系统的成本大幅降低。这使得车载冰箱的大规模应用成为可能。

l 半导体车载冰箱

浙江汉恒热电科技有限公司隶属于Ferrotec中国集团,专注于热电半导体及其应用,作为一家热电半导体技术的世界领导者,我们始终致力于为全球汽车客户提供最前沿的热管理解决方案。目前主营的产品有热电座椅空调系统,冷热杯托,车载冰箱,暖风空调,无人驾驶激光雷达等全系列汽车温控产品的研发、生产及销售。汉恒产品具有可靠性高、稳定性好、一致性强、寿命长、制冷速度快、时间响应好、效率高等特点,广泛应用于汽车、通讯、医疗、航空航天等领域。

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图4 汉恒半导体车载冰箱

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图5 汉恒冰箱典型制冷与加热性能

汉恒半导体车载冰箱依托公司开发的先进半导体制冷系统和创新保温设计,产品升降温速度更快,保温保冷时间更持久,更加贴合车载用户使用需求。此外,产品具备整车通讯、LED氛围灯、触摸控制与温度显示界面等多种功能设计,产品可靠性和耐久性通过了严苛的汽车行业标准测试验证,目前已与多个主机厂如长城、上汽、吉利等建立了合作关系。

汉恒以客户为导向的服务理念和持续的技术创新,将为客户持续提供高品质的产品和高效的技术服务。