电装通用车载空调：理念——核心单元小型化、通用化【2】

  车载空调制冷和制暖的原理不同（图2）。制冷是利用制冷剂膨胀时的吸热反应制造冷风。而制暖则是利用发动机冷却液的热量制造暖风。

  车载空调不同于家用空调，制冷与制暖的原理不完全一样。制冷与家用空调一样，是利用制冷剂膨胀时的吸热反应制造冷风。而制暖则是利用发动机冷却液的热量制造暖风。通过混合冷风和暖风调节温度。

  HVAC是车载空调的核心单元，内嵌制冷制暖需要的主要部件，配备在仪表板内（图3）。具体来说，HVAC由以下四个主要部件构成，大致分成鼓风机单元与空调单元两个部分（图4）。

  ［1］蒸发器：膨胀（气化）后温度降低的制冷剂在内部流动的热交换器。向表面吹送空气制造冷风。［2］加热器核心：升温的发动机冷却液流动的热交换器。向表面吹送空气制造暖风。［3］鼓风机：从汽车内外吸入空气，向车内送风的风扇。［4］温度混合风门：调节冷风与暖风混合比例的门。车载空调调节温度的方式，是把蒸发器制造的冷风与加热器核心制造的暖风进行混合。经过控制风门的开关度，能改变混合比例。风门使用伺服马达驱动。

  HVAC的主要部件包括四个：［1］蒸发器、［2］加热器核心、［3］鼓风机、［4］温度混合风门。HVAC由空调单元和鼓风机单元组成，四个主要部件内嵌在两个单元中。

  就过去的HVAC而言，这些主要部件按照不同的汽车款式，开发了许多类型。部件也必须单独设计。

  “无论汽车的设计和尺寸如何，都能够正常的使用的HVAC”的理念及其基本实现方法的倡导者，是现任冷暖技术2部长的村木俊彦。

  新型HVAC的开发始于2009年初。从零开始负责开发的村木为了巩固新型HVAC的理念，召集来了技术部（直接与作为客户的汽车企业打交道的部门）和制造部的主要成员。这是因为技术部对于客户的真实需求有着的严密的把握，而制造部的参加，则是缩短开发期、提高生产效率必不可少的条件。过去的开发也是由此开始。

  就在这样一个时间段，管理层做出了意外的指示：“别动！”管理层告诉村木：“你作为带头人，要首先思考新一代HVAC应有的形态，认真思考为何需要造。在得出答案之后，一定不可以动摇。”

  接到指示后，村木梳理出过去10年HVAC配备空间的变化及其性能和功能的要求规范，推测出了未来的趋势。并且对电装HVAC业务的变迁、客户对电装的评价和看法、公司生产现场的体制等每个方面进行了彻底分析。依据这一些数据和分析，用大约4个月时间，彻底思考了新型HVAC的应有形态。开发初期宝贵的4个月几乎全部用到了这里。

  最终得出的结论，就是前面介绍的理念。按照村木的观点，如果接着来进行单独设计，对提高效率、压缩成本效果有限。电装现在每年在整个世界生产约2000万台HVAC，是拥有约30％份额的第一大企业。但是，由于每款汽车使用的HVAC的设计和生产流程各不相同，并没有发挥出量产效果。

  但另一方面，开发标准HVAC的思路不符合常识。HVAC的形状取决于汽车的种类和大小，而这种思路是要为HVAC建立统一的标准。最初的时候，公司里的每个人都觉得：“这完全不可能实现”。

  为了实现从小型车到大型车皆可使用的HVAC，采用了3个方法。［1］侧面可视面积最小化（开发相应的小型化技术）；［2］符合车辆等级要求的性能；［3］只更换主要部件即可适合混合动力车等。

  第一个方法是小型化。要想实现小型车到大型车通用的HVAC，就必须把体积控制在小型车可以配备的大小。尤其重要的是从侧面观察到的面积（侧面可视面积）。为了研究这个面积可以缩小到什么程度，村木根据过去10年的HVAC配备要求，推导出满足这一设计限制的HVAC侧面可视面积，作为了小型化的目标。

  第二个方法是在相同的基本设计中，调整HVAC的性能。B级、C级、D级的车内空间有别，需要的空调能力也各不相同。因此，热交换器等部件的大小也会随即改变。此次开发在维持通用化优势的同时，还改进了扩大热交换器面积的方法。

  第三个方法是增加对配备怠速停止机构的汽车和混合动力车（HEV）等的支持。举例来说，对于前者，要使蒸发器可以置换为蓄冷蒸发器，对于HEV和纯电动汽车（EV），要使加热器核心可以置换为热泵空调，而且无需变更设计。

  就这样，实现新型HVAC理念的方法得到了明确。但这仅仅是起点。在当时，村木还不清楚能不能实际开发出这样的HVAC。实现宏伟目标的产品设计和生产流程到底是什么呢？为了让理念成真，开发部、技术部与制造部联手开展的项目正式启动。

  与客户打交道的技术部原本觉得标准HVAC“不可能实现”。因为他们从汽车企业的技术人员身上，切身感受到了“希望制造好车。希望利用技术形成差异”的热情。制造部同样觉得“不可能实现”。因为在实际的组装流程中，他们真切体会到：HVAC的要求性能多样化，满足规定的要求也需要多样化的部件。

  然而，随着在现场和集体宿营时使用实物反复进行探讨，大家逐渐达成了共识：开发标准HVAC是车载空调的“制造革命”。就这样，具体的基础技术开发迈开了脚步。

  使新理念成真最大的重点是小型化。因此，鼓风机、温度混合风门、驱动风门的伺服马达的小型化技术开发成为了全力以赴的重点。下面就来介绍一下为新型HVAC开发的分立元件的小型化技术。（作者：栗山 直久，电装热机开发1部开发2室长；今东 升一，电装热机开发1部开发3室要素开发1课主管系长；铃木 善博，电装热机开发1部开发4室要素开发1课；铃木 义昭，电装热机开发1部开发4室要素开发2课主管系长；稻垣 亨，电装热机制造2部第2生产技术室长，日经技术在线！供稿）