AUTO 行家会一直围绕着压缩机展开报道工作，并且提供交流社群。只要点击上方的“AUTO 行家”进行关注，然后在后台回复“压缩机”，就可以加入行业群。
导读
guide
电动空调压缩机是新能源汽车热管理系统的核心用能动力部件。绿色设计是其重要技术发展方向。对某型电动空调压缩机全生命周期碳足迹分布特征进行分析，结果显示，产品使用阶段的电能消耗是最主要的碳排放来源。基于 GB/T 33761《绿色产品评价通则》的分析框架，对新能源汽车用电动空调压缩机绿色设计评价的基本要求进行了探讨，同时也探讨了一、二类评价指标与方法，目的是为绿色产品的深度产业化提供参考。
绿色设计内涵与边界
GB/T 33761—2017《绿色产品评价通则》给出了“绿色产品”的相关内容。在全生命周期过程中，它符合环境保护的要求。同时，对生态环境和人体健康是无害的，或者危害较小。并且，它在资源能源消耗方面较少，品质也较高。依据上述定义以及通则所提出的“遵循生命周期理念”这一原则，明确了“绿色设计”的内涵。即在产品设计开发阶段，需按照全生命周期的理念，对原材料选用、生产、销售、使用、回收、处理等各个环节给资源环境带来的影响进行系统考量，努力使产品在全生命周期内最大限度地降低资源消耗，尽可能少用或不用含有有害物质的原材料，以减少污染物的产生和排放，最终实现环境保护这一活动。在设计阶段要解决全生命周期的一系列问题，比如确定使用何种材料、何种制冷剂；要设计紧凑结构，以此节省材料，让产品更结实耐用，实现易拆解和易回收；还要在使用过程以及用完之后，尽量减少生成环境污染物等。基于此，以应用最为广泛的涡旋式压缩机产品为例，明确出新能源电动汽车空调压缩机绿色设计评价的生命周期系统边界（图 1）。
图1 新能源汽车用涡旋式电动空调压缩机生命周期系统边界
压缩机产品生命周期碳足迹
某型新能源汽车用电动涡旋压缩机产品，在系统边界范围内，对其全生命周期的碳足迹分布进行分析。
2.1 原材料获取阶段
统计该型涡旋式电动空调压缩机的原始材料。其能源、耗材清单基础数据，电能、铜材、钢材、铝材等采用中国生命周期基础数据库(CLCD)。对于 CLCD 未包含的塑料、氮气等耗材，其清单数据参考欧盟生命周期基础数据库(ELCD)。制造企业调研得到了产品材料的重量。该压缩机的材料消耗主要是铝材、钢材和铜材，橡胶和塑料件的重量基本被忽略。通过式(1)计算，确定出原材料获取阶段的碳排放量约为 95.88 。
式(1)
式(1)中：CP0 指的是在压缩机生产过程中，各个原材料获取阶段所产生的碳排放量，单位为千克；FP0,i 表示的是铝材、钢材、铜材等第 i 种耗材所对应的碳排放因子，单位为每千克；mP0,i 为原材料获取阶段的消耗量，单位为千克；k0 则是压缩机各原材料的种类总数。
2.2 部件加工装配阶段
因为数据具有可获得性的限制，所以主要关注加工装配过程的耗气清单，不对零部件铸造、切削等每个工序过程的电能消耗进行拆分统计。通过制造企业对应机型生产线全年的产量统计，按照式(2)来核算单台压缩机部件在加工及装配阶段的碳排放量，大约是 5.9 。
式(2)
M1 是机型生产线全年的产量，单位为台。
2.3 运输阶段
根据物料采购及产品销售合同，产品重量大概是 6 千克，从厂商到用户使用地的运输距离大概为 2400 千米，主要材料外购件到生产企业的运输距离大概是 600 千米，都使用 2 吨的柴油货车进行运输，对应的碳排放因子是 0.286 /(t·km)，按照式(3)进行计算，得出单台产品在运输阶段的碳排放量为 0.015 。
式(3)
式(3)里：CP2 指的是压缩机及主要部件材料在运输阶段所产生的碳排放量，单位为千克；k2 是各分段运输过程的数量；mP2,j 表示运输过程中产品或主要材料的重量，单位为吨；FP2,i 是压缩机及主要部件材料各分段运输过程中运输工具的碳排放因子，单位为[/(t·km)]；LP2,i 为各分段运输的距离，单位为千米；M2 是运输工具满载产品的数量，单位为台。
2.4 使用维护阶段
产品制冷运行且处于名义工况时，实测制冷量约为 4.1kW，制冷性能系数为 2.8杭州湾新区钢材供应，依据式(4)可推算新能源汽车空调压缩机制冷季节的耗电量。
式(4)
压缩机名义制冷消耗功率为 Pc，是制冷量与制冷性能系数实测值的比值（kW）。由此可推算出在压缩机使用阶段，制冷季节的耗电量是 632 千瓦时。如果把空调压缩机设备维护所带来的碳排放忽略不计，那么该型压缩机在使用阶段，由于电能消耗而带来的温碳排放量按照式(5)进行计算，其结果为 5688。
式(5)
在式(5)里：CP3 指的是压缩机在运行使用阶段所产生的碳排放量，其单位为千克；Fe 则是单位电能所对应的二氧化碳排放因子。
2.5 回收处置阶段数据统计
压缩机使用的铝材、钢材、铜材等主要金属原材料的回收率被设定为 80%，通过式(6)来核算单台产品的回收碳排放量，其结果为-38.35 。
式(6)
在式(6)中：CP4 指的是压缩机回收处置阶段的碳排放量杭州湾新区钢材供应，其单位为千克；αi 代表铝材、钢材、铜材等各种材料的回收率；βi 则是铝材、钢材、铜材等各材料的分配系数，通常取值为 0.5。从上述计算结果可以看出：与原材料获取、加工装配、运输以及回收处置阶段相比较，产品整个生命周期的使用阶段所产生的碳排放量是最大的，并且它是影响产品实现绿色化的最为关键的环节。
绿色设计评价基本要求
只有这两部分同时满足，才能判定为绿色产品。其中，开展绿色评价有其前置条件。具体而言，包括面向产品生产企业在污染物排放控制方面的规定，在质量与环境管理体系（执行 GB/T 19001《质量管理体系要求》和 GB/T 24001《环境管理体系 要求及使用指南》）方面的规定，在生态设计要求（执行 GB/T 24256《产品生态设计通则》）方面的规定，在绿色供应链管理体系方面的规定，以及在先进技术与工艺等方面的规定。同时还包括对设计执行产品标准、产品有害物质含量、循环利用说明与要求等基本信息的规定。新能源汽车电动空调压缩机产品方面，其产品基础性能需满足 GB/T 22068 的要求；其包装要符合 GB/T 191《包装储运图示标志》、GB 6388《运输包装发货标志》以及 GB/T 31268《限制商品过度包装通则》的要求；产品中所用电子电气零部件的有害物质含量应符合 GB/T 26572《电子电气产品中限用物质的限量要求》的规定。
绿色设计评价指标要求
依据 GB/T 33761 ，提出了新能源汽车电动空调压缩机绿色产品的四类一级指标，分别是能源属性、资源属性、环境属性和品质属性。
4.1 能源属性
能源属性主要选取产品在制造或使用过程中关于能源节约和能源效率方面的指标。从前面的分析来看，压缩机产品在实际使用过程中碳足迹所占比例是最大的。因此，把能够体现压缩机使用过程中能源效率水平的产品制冷（热）性能系数当作能源属性唯一的二类指标。
4.2 资源属性
资源属性重点选取以下方面的指标：材料方面的指标、水资源减量化方面的指标、便于回收利用方面的指标、包装物材料方面的指标。新能源汽车电动空调压缩机主要采用铸铁、钢、铜、铝等金属材料。这些资源总体是可回收的，可再生利用率可设定为超过 80%，测算方法依据国家标准 GB/T 32355.1—2015《电工电子产品可再生利用率评价值 第 1 部分:房间空气调节器、家用电冰箱》。电机绕线塑料、密封圈等橡胶或塑料件难以回收，不设定可再生利用率。电动空调压缩机流程工艺水资源消耗较少，在使用过程中通常不会对水体造成污染，在考评其是否“绿色”时，对水资源利用情况可不予考虑。新能源汽车电动空调压缩机产品包装设计及包装材质应满足 GB/T 31268—2014 相关要求，且不得使用氢氟氯化碳作为发泡剂。包装和包装材料中重金属铅、镉、汞和六价铬的总量不得超过 100mg/kg，可回收利用的包装容器、制品及组件的回收标志需按 GB/T 18455—2022《包装回收标志》要求进行标识标注。新能源汽车电动空调压缩机的制冷(热)性能实验室检测及容积流量出厂试验，涉及制冷剂的充注和使用，所以将生产制造及研发阶段是否具备制冷剂回收装置，视为资源属性的一项重要二类指标。
4.3 环境属性
环境属性主要选取生产过程中污染物的排放这方面的指标，以及使用过程中有毒有害物质的释放等方面的指标。新能源汽车电动空调压缩机在生产过程里，因为技术存在局限或者功能有需要，仍然有可能含有铅、镉、汞以及六价铬等法律法规所限制使用的物质。如果对这些物质进行处置时不得当，就会导致极大危害的环境污染。压缩机产品需符合 GB/T 26572—2011 的规定，同时要提供原材料有害物质含量表。要依据 GB/T 26125—2011《电子电气产品 6 种限用物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚)的测定》来进行样品制备、筛选以及确证检测，并提供测试报告。制冷剂类型的选择与使用，关乎压缩机产品的能效、成本以及安全性，其排放和泄漏会对环境的安全和环保产生重要影响。为避免因制冷剂释放而导致臭氧层被破坏，应选取臭氧消耗潜值（ODP）为零的制冷剂；并且为了抑制由制冷剂泄漏所引发的温室效应问题，要求在压缩机产品的生产制造及使用过程中，尽量使用全球变暖潜能值（GWP）较低的制冷剂；新能源汽车电动空调压缩机在使用时常常会产生电磁传导或辐射干扰特性，其限值要求以及检测方法按照 GB/T 18655—2018《车辆、船和内燃机 无线电干扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法》来执行，目的是保护其他车载接收装置的可靠性。
4.4 品质属性
品质属性重点选取一些指标，这些指标是消费者关注度高的，并且会影响高端品质，比如产品的耐用性以及健康安全等方面。电动空调压缩机本体是新能源汽车主要的噪音源，整车企业对其噪声品质要求极高。电动空调压缩机由回转不平衡质量以及运行气流脉动等作为振动源，会产生周期性的激振力，从而对车体造成振动影响，直接影响驾乘人员的舒适体验。电动空调压缩机制冷（热）量和输入功率分别反映了产品对整车热负荷的匹配能力以及实际投入的输入电能消耗水平。此外，二级指标包括耐电压波动、电磁抗扰性、热循环、耐潮湿、交变热湿、耐振动、外壳防护、密封性、电动机定子绕组对外壳的耐电压及绝缘电阻等。这些二级指标与产品长周期运行的可靠性和安全性息息相关。对标产品国家标准，提出了相应二级评价指标的基准值和判定依据，具体见表 1。
表1 新能源汽车电动空调压缩机品质属性评价二级指标
结束语
文章选取某款涡旋式新能源汽车电动压缩机的典型机种，对其生命周期碳足迹分布特征进行了评估。结果显示，产品在使用运行阶段的碳排放量占据着绝对的权重。同时，设备能效对于保障产品的绿色属性来说是至关重要的。基于绿色产品评价通则，对新能源汽车电动空调压缩机绿色设计产品的评价基准进行了探讨。并且建立了评价的基本要求以及一、二类评价指标与方法体系。当前新能源汽车热管理系统关键部件产业蓬勃发展，以车用电动空调压缩机为代表。着手推进其绿色产品评价，在引导产品设计时按绿色要求进行规划和研发，这样就能有效确保产品具有完全绿色特性。
新能源汽车压缩机创新论坛暨展览会
部分参会企业及会议议程：
6月22日：新能源汽车压缩机创新论坛
1.新能源车载空调压缩机技术发展分析
邀请单位：西安交通大学
2.新能源汽车空调电动压缩机选型及控制技术探析
邀请单位：
3.车用空调压缩机的能耗优化方法研究
邀请单位：
4.PTC与压缩机控制器集成方案
邀请单位：
5.R290电动压缩机及补气增焓压缩机研究
邀请单位：
6.800V 电子电器架构时代的压缩机有最新技术，同时也有 CO2 系统架构的介绍。
邀请单位：
7.超高压、大排量、高转速电动压缩机开发浅谈
邀请单位：
8.小排量超高转速压缩机开发
邀请单位：VALEO
9.宽温域高效热泵电动压缩机
邀请单位：
10.SiC -800V电动压缩机控制芯片等解决方案
邀请单位：
11.电动压缩机控制阀类开发
邀请单位：
12.电动压缩机装备产线升级
邀请单位：
13.电动压缩机密封绝缘等性能提升
邀请单位：发言机会开放中
14.空调压缩机电机噪音、发热以及控制效率提升方案
邀请单位：发言机会开放中
15.汽车空调压缩机动/静涡旋盘技术变化
邀请单位：发言机会开放中
16.电动压缩机阀片材料性能提升
邀请单位：发言机会开放中
