电动汽车空调系统
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新能源汽车空调系统如何实现智能化控制在当今的汽车领域,新能源汽车正以其环保、高效的特点逐渐成为主流。
而作为提升驾乘舒适度的关键部件,汽车空调系统也在不断演进,朝着智能化的方向发展。
那么,新能源汽车空调系统是如何实现智能化控制的呢?新能源汽车空调系统的智能化控制,首先体现在对车内温度的精准调节上。
传统汽车空调的温度控制往往较为粗放,难以满足不同乘客的个性化需求。
而在新能源汽车中,通过分布在车内多个位置的温度传感器,能够实时感知车内不同区域的温度变化。
这些传感器将收集到的温度数据传输给空调控制系统,系统则会根据预设的温度设定值和实际的温度差异,精确地调整制冷或制热的功率输出。
比如说,当驾驶员设定的车内温度为 25 摄氏度时,如果前排乘客区域的温度传感器检测到实际温度为 28 摄氏度,而后排乘客区域的温度为 23 摄氏度,空调系统会智能地增加前排的制冷风量,并适当减少后排的制冷量,甚至可能切换到送热风的模式,以迅速且均匀地使车内达到舒适的温度环境。
湿度控制也是新能源汽车空调智能化的一个重要方面。
在不同的天气条件下,车内的湿度会对乘客的舒适度产生显著影响。
过于干燥的空气会导致皮肤不适和呼吸道问题,而过度潮湿则可能引起车窗起雾,影响驾驶视线。
智能化的新能源汽车空调系统能够通过湿度传感器监测车内的湿度水平。
当车内湿度过低时,系统会启动加湿功能,增加空气中的水分含量;反之,若湿度过高,空调会进行除湿操作,保持车内空气的干爽。
这种湿度的智能调节不仅提升了乘客的舒适度,还有助于保护车内的电子设备和内饰材料,延长其使用寿命。
除了温度和湿度,空气质量的监测与调控也是新能源汽车空调智能化的关键一环。
随着人们对健康的关注度不断提高,车内空气质量成为了衡量驾乘环境的重要指标。
新能源汽车空调系统通常配备了空气质量传感器,能够实时检测车内空气中的有害气体(如一氧化碳、氮氧化物等)、颗粒物(PM25、PM10 等)以及异味物质的浓度。
电动汽车空调压缩机工作原理随着电动汽车的普及,电动汽车相关技术也逐渐受到人们的关注。
其中,电动汽车的空调系统作为保障驾驶者舒适性的重要组成部分,空调压缩机的工作原理尤为重要。
空调压缩机是电动汽车空调系统中的核心部件,主要作用是将低压、低温的气体制冷剂通过压缩转化为高压、高温的气体,从而释放出热量。
这一过程是通过压缩机内部的压缩机压缩螺杆完成的。
压缩机压缩螺杆是压缩机内部的关键部件,它由两个螺旋形状的螺杆组成,通过它们之间的运动来实现气体的压缩。
当电动汽车启动空调系统时,制冷剂气体从蒸发器中吸入到压缩机内部,随后经过压缩螺杆的作用,气体被压缩成高压、高温的气体。
高压、高温的气体通过压缩机的排气阀门排出,进入到冷凝器中。
在冷凝器内,气体通过与外界空气的换热作用,被冷却并凝结成液态。
接着,液态制冷剂流入到膨胀阀中,通过膨胀阀的作用,液态制冷剂再次膨胀成低压、低温的气体。
低压、低温的气体进入到蒸发器中,与外界空气进行热交换,吸收空气中的热量并降低温度。
最终,冷却后的空气被送入到汽车内部,为驾驶者和乘客提供舒适的驾驶环境。
在整个过程中,空调压缩机扮演着至关重要的角色,它通过将气体压缩和释放热量的方式,实现了制冷剂的循环使用,从而实现了空调系统的制冷效果。
同时,电动汽车空调压缩机相比传统燃油汽车的压缩机,具有更高的效率和更环保的特点,符合现代社会对环保节能的要求。
总的来说,电动汽车空调压缩机的工作原理虽然复杂,但通过压缩和释放热量的方式,实现了空调系统的制冷效果,为驾驶者提供了舒适的驾驶环境。
随着电动汽车技术的不断发展,相信空调系统的性能和效率也会不断提升,为驾驶者创造更加舒适的驾驶体验。
新能源汽车空调检测与维修第一章新能源汽车空调系统认知随着环境污染问题日益严重,新能源汽车作为一种清洁能源的代表,受到了越来越多人的关注和青睐。
新能源汽车的空调系统作为其中的一个重要部件,也引起了人们的关注。
本章将着重介绍新能源汽车空调系统的相关知识,以便更好地进行检测与维修。
1. 新能源汽车空调系统概述新能源汽车空调系统是指通过电能驱动的空调系统,与传统燃油汽车的空调系统有所不同。
新能源汽车空调系统不仅需要满足制冷、供暖等基本功能,还需要考虑对电池寿命的影响,以及能效的优化。
因此,新能源汽车空调系统在设计上更加精密,并且需要专业的技术人员进行检测与维修。
2. 新能源汽车空调系统组成新能源汽车空调系统通常由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等部件组成。
其中,压缩机作为空调系统的“心脏”,负责将制冷剂压缩并输送到冷凝器中散热。
冷凝器则用来散热,将制冷剂冷却成液态。
蒸发器在这个过程中起到吸热作用,将车内空气冷却。
膨胀阀则用来调节制冷剂的流量,保持系统正常运行。
3. 新能源汽车空调系统检测方法对于新能源汽车空调系统的检测,首先需要使用专业的设备对系统进行压力测试,确保系统内部压力正常。
其次,需要检查各个部件的连接是否紧固,避免漏气现象的发生。
同时,还需检查压缩机、蒸发器等部件是否工作正常,以确保系统整体运行良好。
4. 新能源汽车空调系统维修方法若新能源汽车空调系统出现故障,需要及时进行维修。
一般情况下,可以通过更换损坏的部件来修复系统。
例如,若压缩机出现故障,需要更换新的压缩机并进行相应的调试。
维修过程中需要注意安全,确保操作人员和车辆的安全。
5. 新能源汽车空调系统的发展趋势随着新能源汽车的不断发展和普及,新能源汽车空调系统也在不断创新和改进。
未来,新能源汽车空调系统可能会更加智能化,例如通过智能控制系统实现能效的最大化。
同时,新能源汽车空调系统还有望实现与车载充电系统的互联,提高车辆的整体性能。
总结:新能源汽车空调系统是新能源汽车的重要组成部分,对车辆的舒适性和性能都至关重要。
新能源汽车热泵空调系统介绍1. 引言1.1 概述随着全球环境保护意识的提高和对传统燃油车尾气排放的担忧,新能源汽车作为一种清洁、可持续的交通工具正逐渐受到广泛关注。
而在新能源汽车中,热泵空调系统起到了至关重要的作用。
本文将介绍新能源汽车热泵空调系统的原理、组成部分以及工作流程,并探讨其重要性和优势。
同时,还将总结该系统存在的潜在问题并展望未来发展趋势,以给读者提供有关该领域的全面了解。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行阐述。
首先,在引言部分,我们将概述本篇文章的主要内容,并简要介绍每个部分所涉及的内容。
接下来,将详细介绍新能源汽车热泵空调系统的原理和重要性,并强调其在新能源汽车中不可或缺的地位。
然后,我们会详细描述该系统的主要组成部分,包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及膨胀阀等。
随后,在第四部分中,将深入探讨该系统的工作原理和流程,并介绍其控制方式与传感器检测技术的应用。
最后,在结论部分中,将总结新能源汽车热泵空调系统的优势和潜在问题,并对未来发展趋势进行展望和提出建议。
1.3 目的本文的目的是全面介绍新能源汽车热泵空调系统,旨在增强读者对该系统原理、组成部分以及工作流程的理解。
通过详细描述该系统的重要性和优势,我们希望读者能够深入了解其在新能源汽车中所扮演的角色,并认识到其可持续发展性。
同时,我们也会指出该系统存在的潜在问题并提出展望和建议,以促进该领域的进一步研究与创新。
2. 新能源汽车热泵空调系统介绍2.1 热泵空调系统原理新能源汽车热泵空调系统是一种基于热泵原理的空调系统,它利用电能驱动压缩机工作,通过循环流体介质,实现对车内空气的制冷和制热。
其工作原理与传统汽车空调系统相似,但使用了更高效、更环保的新能源技术。
2.2 新能源汽车热泵空调系统的重要性随着全球对环境污染问题的日益关注,新能源汽车正逐渐成为解决当今世界面临的关键问题之一。
而新能源汽车热泵空调系统在实现舒适驾乘体验的同时,还具备更低的能耗和减少尾气排放等优点。
新能源汽车空调系统技术探讨在如今全球共同关注的环境问题下,新能源汽车已经成为了未来汽车发展的趋势和方向。
作为新能源汽车中重要的配套设备之一,空调系统的优化和升级也成为了车企和技术人员们追求的目标之一。
本文将从新能源汽车空调系统的工作原理、结构、优化方向等几个方面来进一步探讨。
新能源汽车空调系统的工作原理基本上和传统汽车空调系统相似,都是通过压缩、换热、制冷等几个环节来达到对车内空气的控制。
但是对于电动汽车来说,空调系统对能源的消耗和跑车行驶里程的影响比传统汽车更加明显,因此需要更为高效的控制方式和技术手段。
下面是新能源汽车空调系统工作原理的几个环节的详细说明:1、制冷剂压缩环节空调系统的制冷剂一般是氟利昂类物质,而在电动汽车中,通常使用的是环保型制冷剂。
该部分主要完成对制冷剂的高压缩工作,将低温、低压的制冷剂经过压缩转化为高温、高压状态,以便于制热或制冷。
2、换热器环节换热器环节是空调系统中至关重要的部分,它的主要作用是将车内空气经过滤网过滤后,将过滤后的空气通过汽车的新风系统或回风系统,经过换热器中的制冷剂,从而将车内的空气变得更为舒适。
此时空气可以排走其中的水分、污垢等杂质,让车内空气得到更好的保护和清洁。
通过换热器环节中的制冷剂来对车内空气进行制冷处理,为了达到更高的制冷效果,空调系统中常常采用多孔隙式制冷器,从而增加制冷量,同时也减少了系统的总能耗。
4、电控部分在新能源汽车中,空调系统的每个环节都会受到严格的电控程序管理,并且能够与车载电池、车辆信号系统有机的结合,以达到快速、准确地解决车内环境问题。
例如:当进入环保区域时,自动切换到室内循环模式,节约车辆电量。
二、新能源汽车空调系统结构和构成新能源汽车空调系统的结构主要由制冷系统、风机系统、新风输送系统、选择面板和维护系统等几个部分组成。
其中,制冷系统是空调系统的核心部分,而且与普通汽车空调系统相比,新能源汽车的制冷系统组件更加精致、细致。
电动汽车空调压缩机工作原理电动汽车空调压缩机是电动汽车空调系统中重要的组成部分,其工作原理与传统汽车空调压缩机有所不同。
本文将从电动汽车空调压缩机的工作原理、优势和不足等方面进行介绍。
一、电动汽车空调压缩机的工作原理电动汽车空调压缩机是通过电机带动压缩机工作,将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的气体,使其在冷凝器中释放热量,从而实现空调制冷效果。
与传统汽车空调压缩机不同的是,电动汽车空调压缩机采用的是直流电机,能够更好地适应电动汽车的电力系统。
此外,电动汽车空调压缩机还配备了电子控制系统,能够根据车内温度和制冷需求自动调节制冷量和制冷效果。
二、电动汽车空调压缩机的优势1. 节能环保:电动汽车空调压缩机采用的是直流电机,能够更好地适应电动汽车的电力系统,更加节能环保。
2. 静音舒适:电动汽车空调压缩机采用的是电机带动压缩机工作,相比传统汽车空调压缩机的机械传动方式,噪音更小,更加舒适。
3. 精准控制:电动汽车空调压缩机配备了电子控制系统,能够根据车内温度和制冷需求自动调节制冷量和制冷效果,更加精准。
三、电动汽车空调压缩机的不足1. 性能问题:电动汽车空调压缩机的制冷效果受到电池电量和温度等因素的影响,性能相对不稳定。
2. 维修难度:电动汽车空调压缩机采用的是直流电机和电子控制系统,维修难度相对较高,需要专业技术人员进行维修。
四、总结电动汽车空调压缩机是电动汽车空调系统中重要的组成部分,其工作原理与传统汽车空调压缩机有所不同。
其优势在于节能环保、静音舒适、精准控制等方面,但也存在性能问题和维修难度较高的问题。
随着电动汽车市场的不断扩大和技术的不断发展,电动汽车空调压缩机的性能和稳定性将得到进一步提升。
新能源汽车空调工作原理
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新能源汽车空调工作原理
新能源汽车空调系统是由电动压缩机、电动风机、湿度传感器、温度传感器、热交换器等组成,构成一个被称为“电动空调”的微型自动空调系统。
这种系统可以根据室内外温度,并将室内外气体调整到恒定温度,以满足车内乘客的舒适需求。
新能源汽车空调系统的工作原理是:空调系统中的电动压缩机和电动风机分别将室内外空气进行吸入和排出,由湿度传感器和温度传感器检测室内外空气的温度和湿度,根据运算控制板,通过控制电动压缩机的升降压来调节室内外空气的温度,当电动压缩机完成空气的压缩时,空气的温度也会升高,此时电动风机会将热的空气引导到热交换器,将空气中的热量转化成可以吹出的热空气,并将热量抛出到室外,在完成这个过程后,室内空气温度就会降低了。
通过上述步骤,新能源汽车空调系统可以实现室内外空气的调节,从而更好地满足乘客的舒适度需求,节省能源,提高汽车使用效率。
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纯电动汽车热泵空调的工作原理
纯电动汽车热泵空调的工作原理如下:
1. 蒸发器:空气中的热量通过传热的方式转移到制冷剂(通常是环保的制冷剂R134a)上,使之蒸发变成气体。
2. 压缩机:蒸发后的制冷剂气体被压缩机压缩成高温高压气体,增加其温度和压力。
3. 冷凝器:高温高压的制冷剂气体通过冷凝器,与外界的空气接触并散热,使其冷却变成高压液体。
4. 膨胀阀:高压液体经过膨胀阀放大后,压力快速降低,使得制冷剂液体再次蒸发,从而吸收空气中的热量。
5. 回流器:蒸发后的制冷剂气体再度经过回流器,回流到蒸发器中重新进行循环。
同时,通过调节蒸发器和冷凝器之间的供液量,不断调整制冷系统的工作状态。
通过这样的循环作用,纯电动汽车热泵空调能够将车内热空气排出,吸收室外空气中的热量,经过循环后将冷风吹出来,为车内提供舒适的温度。
这种工作原理与传统汽车空调的工作原理类似,但利用电力来驱动压缩机,使其更加环保和高效。
新能源车型空调系统如何实现远程控制在如今的新能源汽车时代,众多创新科技为我们的出行带来了极大的便利,其中新能源车型空调系统的远程控制功能就是一项备受欢迎的实用技术。
想象一下,在炎热的夏日或寒冷的冬天,您还未上车就能提前将车内温度调节到舒适的状态,这无疑能极大地提升驾驶体验。
那么,新能源车型的空调系统是如何实现远程控制的呢?要实现新能源车型空调系统的远程控制,首先离不开车辆本身具备的智能化硬件设施。
新能源汽车通常配备了强大的车载通信模块,比如 4G 或 5G 网络模块,这就为车辆与外部世界的信息交互搭建了高速通道。
通过这个通信模块,车辆能够与车主的手机或其他智能设备进行连接,实现数据的实时传输。
同时,车辆内部的传感器和控制器也起着至关重要的作用。
温度传感器能够实时感知车内的温度变化,湿度传感器则负责监测车内的湿度情况。
这些传感器将采集到的数据传输给车辆的中央控制器,中央控制器再根据预设的程序和算法来决定是否需要启动空调以及调节空调的工作模式和温度设定。
在软件方面,新能源汽车厂商会开发专门的手机应用程序(App)供车主使用。
车主在手机上下载并安装这个 App 后,进行注册和车辆绑定。
通过这个App,车主可以远程发送指令给车辆,比如开启空调、设置目标温度、选择吹风模式等。
当车主在手机 App 上发出远程控制空调的指令后,这个指令会通过网络传输到车辆的通信模块。
通信模块接收到指令后,将其传递给中央控制器。
中央控制器会对指令进行解析和处理,然后控制空调系统启动相应的功能。
为了确保远程控制的安全性和可靠性,新能源汽车厂商在技术研发过程中采取了一系列的措施。
比如,对通信数据进行加密处理,防止指令被恶意篡改或窃取。
此外,还设置了多重身份验证机制,只有通过验证的车主才能对车辆的空调系统进行远程控制,有效避免了车辆被他人非法操控的风险。
另外,新能源车型的空调系统远程控制还具有一些智能化的功能。
例如,它可以根据车主的日常使用习惯和当地的天气情况,自动为车主推荐合适的空调设置。
纯电动汽车空调系统的能效技术要求及试验方法基本信息-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:随着全球环境保护意识的不断提升和对传统燃油汽车排放的严格限制,纯电动汽车正逐渐成为汽车行业的新宠。
然而,纯电动汽车的发展并不仅仅是停留在电池技术的革新,空调系统作为汽车的重要组成部分,对能源消耗和车辆续航里程也有着重要影响。
因此,本文将重点探讨纯电动汽车空调系统的能效技术要求及试验方法,旨在为提升纯电动汽车的整体能效和行驶里程提供技术支持。
文章将从空调系统能效要求、改进方法和试验方法等方面展开,为读者提供全面的视角和技术指导。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的。
在概述部分,我们将介绍纯电动汽车空调系统的重要性和发展现状。
文章结构部分将简要说明本文的组织结构和各个部分的内容。
目的部分则阐明了本文的写作目的和意义。
正文部分分为纯电动汽车空调系统的能效技术要求、空调系统的能效改进方法和试验方法基本信息三个小节。
在第一个小节中,我们将介绍纯电动汽车空调系统的能效技术要求,包括能耗限制、节能措施等方面的要求。
在第二个小节中,我们将提出改进空调系统能效的方法,探讨如何提高系统的能效性能。
第三个小节将介绍相关试验方法的基本信息,以确保系统的性能和稳定性。
结论部分包括总结、展望和结论三个小节。
总结部分将简要回顾本文的主要内容和观点。
展望部分将展望未来纯电动汽车空调系统能效技术的发展趋势。
结论部分则对整篇文章的主要观点进行总结和提出建议。
1.3 目的本文旨在探讨纯电动汽车空调系统的能效技术要求及试验方法,以提高纯电动汽车空调系统的能效性能,减少能耗,延长电池续航里程。
通过研究空调系统的能效改进方法,找到适合纯电动汽车的节能措施,提高整车的综合能效水平。
同时,归纳总结出适用于纯电动汽车空调系统的试验方法基本信息,为相关研究和应用提供参考。
在推动电动汽车的发展过程中,提高空调系统的能效将有助于减少环境污染,促进电动汽车的普及和发展。
552023/09·汽车维修与保养(接2023年第7期)2.暖风热交换器暖风热交换器(图16)用于在空调中加热空气,通过这种空气/水热交换,高温回路的热能可以加热空气。
通过高压加热器或高压部件的废热对冷却液进行加热。
图16 红色的暖风热交换器3.用于乘客舱加热的水回路TME控制单元(电动驱动装置热量管理)控制是通过高压部件还是通过高压加热器提供热能。
空调控制单元会将相应的请求发送至TME。
隔离回路中用于乘客舱主动加热的水路径如图17所示。
混合阀沿相应方向切换,并且水泵P5泵送回路中的水。
如果系统具有足够多的可用废热,则混合阀将相应打开,并且可以关闭高压加热器。
五、相关传感器空调系统中必须将相应传感器用于控制回路,以便根据客户意愿利用空调系统的全部功能。
使用的传感器包括:出风口处的出风温度传感器、加热水热交换器上的水温传感器、蒸发器上的蒸发器温度传感器、挡风玻璃上的日照传感器。
1.车门窗温度传感器出风传感器测量溢出的气流温度,这对自动恒温空调来说是非常有必要的。
出风温度传感器是NTC部件,传感器的工作电压为5V DC,可在电阻值变化的基础上确定该温度。
2.暖风热交换器的温度传感器水温传感器位于暖风热交换器的供给部分。
该水温传感器是作为NTC(负温度系数)传感器实现的。
当处于冷却状态的车辆在冬天启动时,该传感器仅在能使用热水进行加热的情况才允许鼓风机预热。
这样可以避免客户直接吹到冷风。
3.左侧和右侧脚坑出风口的温度传感器脚坑中的出风口温度传感器(图18)测量的是脚坑出风口处的空气温度。
这对自动控制来说是必要的。
图17 乘客舱的水回路,隔离回路文/山东 刘春晖2020款保时捷Taycan纯电动汽车暖风和空调系统介绍(下)56-CHINA ·September4.蒸发器的温度传感器蒸发器的温度传感器可测量温度,并将结果转发至空调控制单元,主要任务是调节此温度值。
也就是说,高压空调压缩机必须提供相应的制冷剂质量流量,以便实际值尽可能接近设定点温度。
新能源汽车空调制冷工作原理基本原理可以分为以下几个方面:压缩机循环、制冷剂循环、换热器和蒸发器。
1.压缩机循环压缩机是空调系统的核心部件之一,它的主要作用是将低温低压的制冷剂气体抽入,通过机械运动使其增压并转化为高温高压气体。
在这个过程中,压缩机需要消耗电能来提供动力。
通过增加气体的压力,可以提高其温度,使得制冷剂能够在后续的循环中释放热量。
2.制冷剂循环制冷剂是实现空调系统制冷效果的重要介质。
在空调系统中,常用的制冷剂有R134a、R1234yf等。
制冷剂循环主要包括四个关键组件:蒸发器、膨胀阀、换热器和压缩机。
低温低压的液态制冷剂通过蒸发器进入到蒸发器内部,在与外界空气接触的同时吸收热量,并转化为低温低压的气体。
气体通过膨胀阀进入到换热器中,由于膨胀阀的作用,气体的压力和温度都会降低。
接下来,制冷剂经过换热器吸收车内热量,并被压缩机抽入,再次循环。
3.换热器换热器是实现制冷效果的重要组件之一。
它主要用于在制冷剂循环过程中实现热量的传递和转移。
换热器一般分为蒸发器和冷凝器两种类型。
蒸发器位于车内,与外界空气接触,通过吸收车内热量使制冷剂从液态变为气态;而冷凝器则位于车外,通过散热片的散热作用将制冷剂从气态变为液态。
4.蒸发器蒸发器是空调系统中实现制冷效果的关键组件之一。
它位于车内空调系统中,与外界空气接触。
当制冷剂经过蒸发器时,由于与外界空气进行了传热交换,制冷剂会吸收车内空气中的热量,同时自身变为气态。
这样,车内空气的温度就会降低,从而实现制冷效果。
新能源汽车空调制冷工作原理的基本原理是通过压缩机循环、制冷剂循环、换热器和蒸发器等组件的配合工作,实现对车内空气的降温。
在这个过程中,压缩机通过提供动力将低温低压的制冷剂转化为高温高压气体,制冷剂通过蒸发器与车内空气进行传热交换,吸收车内热量并转化为气态。
制冷剂经过膨胀阀和换热器等组件的作用,完成了从液态到气态再到液态的循环过程。
通过这种方式,新能源汽车空调系统能够有效地实现对车内空气的降温和调节。
纯电动汽车空调系统的特点阐述随着环保意识的增强,新能源汽车将成为未来汽车的主流方向。
据估计2025年后,中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占50%左右,而新能源汽车的保有量将稳步上升。
我国对于新能源汽车(特别是纯电动汽车)发展的支持力度非常大,《电动汽车科技发展“十二五”专项规划(摘要)》明确指出,发展电气化程度比较高的纯电动汽车,是中国新能源汽车技术发展的重中之重。
而纯电动车空调与传统汽油或柴油车空调的不同,也给汽车维修从业人员在维修汽车空调时带来了新的问题。
要想解决纯电动车空调系统的故障,只建立在传统空调系统的理念上是远远不够的,需要对纯电动汽车空调的特点、常见故障及检修注意事项有较深入的研究。
1 纯电动汽车空调的特点和工作原理1.1 纯电动汽车空调的结构特点电动汽车空调系统组成与常规车类似,也主要由HVAC总成、空调风管总成、空调管路总成、压缩机、冷凝器、空调控制面板及相关传感器、空调驱动器等组成。
其中空调驱动器与DC-DC布置于同一壳体中,位于前舱左侧。
与传统空调最大的差异在于传统的汽车空调由发动机带动,而纯电动汽车由于没有发动机,而是以动力电池作为整车的动力源,所以呈现了一些新的特点。
1.1.1 蜗旋式电动压缩机。
目前在用轿车多采用斜盘式压缩机,往往通过皮带轮将发动机的动力传递给压缩机;而纯电动压缩机不再由发动机通过外驱式皮带轮驱动,而是由电动机和压缩机组装为一体,同轴驱动,不再出现传统的皮带轮打滑现象。
1.1.2 三相永磁同步直流电动机。
由变频器将电动汽车电池提供的直流电转换成交流电,向三相永磁同步电动机供电,驱动电动汽车空调压缩机运转。
1.1.3 空调的取暖采用PTC元件。
采用高效高压的PTC元件取代传统空调中的取暖芯。
1.2 纯电动汽车空调的工作原理纯电动汽车空调主要通过空调控制器接受来自传感器(如室内、外温度传感器)、控制面板的信号等,控制压缩机、PTC元件是否工作,控制各模式风门的位置等,具体原理如图1所示:2 纯电动汽车空调的常见故障空调采暖系统的能耗是对电动汽车续航里程的影响很大,低温续航里程是电动汽车发展以来尚未解决的难题,而空调系统最常见的故障和传统汽车空调一样是制冷不足。
微 型 电 动 汽 车 设 计 原 理 -- 詹剑峰网络整理版 1 电动汽车空调系统 3.1、电动汽车空调系统 全球气候变暖、大气污染以及能源成本高涨等问题日趋严峻,汽车作为环境污染和能源消耗的主要来源之一,其节能减排问题受到了越来越广泛的重视,各国政府和汽车企业均将节能环保当作未来汽车技术发展的指导方向,这样节能环保的电动也就应运而生。电动汽车是集汽车技术、电子及计算机技术、电化学技术、能源与新材料技术于一体的高新技术产品,与普通内燃机汽车相比,具有无污染、噪声低及节省石油资源的特点。基于以上电动汽车的特点,它极有可能成为人类新一代的清洁环保交通工具,它的推广普及具有不可估量的重要意义。
电动汽车的出现也为电动汽车空调的研究开发提出了新的课题与挑战。汽车空调的功能就是把车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。在各种气候环境条件下,电动汽车车厢内应保持舒适状态,以提供舒适的驾驶和乘坐环境。另外,拥有一套节能高效的空调系统对电动汽车开拓市场也起到至关重要的作用。因此,在开发研制电动汽车同时,必然也要对其配套的空调系统进行开发与研制。
对于目前传统燃油汽车空调系统,制冷主要采用发动机驱动的蒸汽压缩式制冷系统进行降温,而制热主要采用燃油发动机产生的余热。而对于电动汽车中的纯电动汽车以及燃料电池汽车来说,没有发动机作为空调压缩机的动力源,也不能提供作为汽车空调冬天制热用的热源,因此无法直接采用传统汽车空调系统的解决方案;对于混合动力车型来说,发动机的控制方式多样,故空调压缩机也不能采用发动机直接驱动的方案。综合以上原因,在电动汽车的开发过程中,必须研究适合电动汽车使用的新型空调系统。对于电动汽车来说,车上拥有高压直流电源,因此,采用电动热泵型空调系统,压缩机采用电机直接驱动,成为电动汽车可行的解决方案。
3.2、电动汽车空调的特点 电动汽车空调与普通空调装置相比,电动汽车空调装置以及车内环境主要有以下特点: 微 型 电 动 汽 车 设 计 原 理 -- 詹剑峰网络整理版 2 1) 汽车空调系统安装在运动的车辆上,要承受剧烈而频繁的振动与冲击,要求电动汽车空调装置结构中的各个零部件都应具有足够抗振动冲击的强度和良好的系统气密性能;
2) 电动汽车大部分属于短距离代步,乘坐时间较短,加上电动汽车内乘员所占空间比大,产生的热量相对较多,相对热负荷大,要求空调具有快速制冷、制热和低速运行能力;
3) 电动汽车空调使用的是车上蓄电池提供的直流电源,压缩机工作效率高,控制可靠性高,维护方便;
4) 汽车车身隔热层薄,而且门窗多,玻璃面积大,隔热性能差,电动汽车也不例外,致使车内漏热严重;
5) 车内设施高低不平且有座椅,气流分配组织困难,难以做到气流分布均匀。 3.3、国内外电动汽车空调发展现状 3.3.1、国内电动汽车空调发展现状 早期的国产电动汽车由于受到蓄电池能力的限制,为了不影响电动汽车的续行里程,大多数电动汽车都没有配备空调系统。
随着国内电动汽车逐步产业化、市场化,电动汽车必然要配备空调系统。由于受到电动汽车独特性影响,对于电动汽车中的纯电动汽车以及燃料电池汽车来说,没有发动机作为空调压缩机的动力源,也不能提供作为汽车空调冬天制热用的热源,国内汽车厂家就从传统燃油汽车空调的基础上进行部分替换设计,将燃油发动机带动的压缩机替换成直流电机直接驱动的压缩机,控制上相应改变,来完成空调制冷的功能,目前替换设计效果基本能解决电动汽车空调的制冷问题,但制冷效率有待提高。由于没有燃油发动机产生的余热,制热功能国内厂家目前主要采用PTC加热和电热管加热,这些加热模式虽能满足制热效果,但这些加热模式都是硬消耗电动汽车上的蓄电池电能,制热效率相对较低,影响电动汽车的续行里程。
在空调的主要零部件选用上,目前国内的电动汽车除了压缩机和控制模式,其他主要零部件还是沿用燃油汽车空调的零部件,冷凝设备主要用的是平行流冷凝器,蒸发设备主要用的是层叠式蒸发器,节流装置仍然是热力膨胀阀,制冷剂仍然是R134a。 微 型 电 动 汽 车 设 计 原 理 -- 詹剑峰网络整理版 3 据不完全了解,国内在大力开发电动汽车的厂家如奇瑞、比亚迪、一汽、上汽、江淮等目前电动汽车空调配套情况基本差不多,都处于上述的发展现状。
3.3.2、国外电动汽车空调发展现状 国外电动汽车空调发展相对国内来说较成熟,国外电动汽车空调不乏有跟国内相似的模式,但在热泵电动汽车空调上已经有了一定的基础,日本本田纯电动车就采用了电驱动热泵式空调系统,系统中内置了一个反换流器控制压缩泵。此外,在特别寒冷的地区使用时,部分车型顾客可以选装一个燃油加热器采暖系统。
日本电装(DENSO)公司早在几年前就开发了采用R134a制冷剂的电动汽车热泵型空调系统,其在热泵系统的风道中采用了车内冷凝器和蒸发器的结构。电装(DENSO)公司在2003年还开发了由于自然工质CO2良好的热物理性能,日本电装公司也为电动车开发了一套CO2热泵空调系统,系统也采用了在风道内设置2个换热器的方案,与R134a系统不同的是当系统为制冷模式时,制冷剂同时流经内部冷凝器和外部冷凝器。
为了减少空调对蓄电池的电能消耗,美国Amerigon公司开发了空调座椅,这种空调座椅上装有热电热泵,热电热泵的作用就是通过需要调温的空间之外的水箱转移热量,从而实现需要调温的空间制冷或制热。这种空调座椅除了节能还可以改善驾驶、乘坐的舒适性,在电动汽车上配套使用比较适合。
因此,国外电动汽车空调从节能高效和实用性上有所突破,国内电动汽车空调行业应积极向国外先进技术学习、借鉴,并在此基础上有所创新突破。
3.4、电动汽车空调的发展趋势 电动汽车驱动能量来源于蓄电池,有别于传统燃油汽车,使得它的空调系统也不同于燃油汽车空调,由于作为驱动能量来源的蓄电池容量有限,空调系统的能耗对电动汽车的续行里程有较大的影响。同燃油汽车相比,对电动汽车空调系统的节能高效提出了更高的要求。同时,电动汽车空调必须要解决制冷、制热两大问题。根据电动汽车特有性质,目前电动汽车空调可采用热电(偶)空调系统和电动热泵型空调系统。
3.4.1、热电(偶)电动汽车空调系统 该项技术具有很多适合电动汽车使用的特点,并且与传统机械压缩式空调系统相比,热电空气调节具有以下特点: 微 型 电 动 汽 车 设 计 原 理 -- 詹剑峰网络整理版 4 a) 热电元件工作需要直流电源; b) 改变电流方向即可产生制冷、制热的逆效果; c) 热电制冷片热惯性非常小,制冷时间很短,在热端散热良好冷端空载的情况下,通电不到一分钟,制冷片就能达到最大温差;
d) 调节组件工作电流的大小即可调节制冷速度和温度,温度控制精度可达0.001℃,并且容易实现能量的连续调节;
e) 在正确设计和应用条件下,其制冷效率可达90%以上,而制热效率远大于1; f) 体积小、重量轻、结构紧凑,有利于减小电动汽车的整备质量;可靠性高、寿命长并且维护方便;没有转动部件,因此无振动、无摩擦、无噪声且耐冲击。
热电(偶)制冷、制热工作原理如图1所示:
图1热电(偶)制冷、制热工作原理图 3.4.2、热泵型电动汽车空调系统 该热泵型空调系统是在原有燃油汽车上进行改进的,压缩机是由永磁直流无刷电机直接驱动,系统的工作原理图如图2所示。该系统与普通的热泵空调系统并无本质区别,由于在电动车上使用,压缩机等主要部件有其特殊性。而且国外热泵技术具备了一定的基础,该技术最大的优点就是制冷、制热效率高,相关企业开发的全封闭电动涡旋压缩机,是由一个直流无刷电动机驱动,通过制冷剂回气冷却,具有噪声低,振动小,结构紧凑,质量轻等优点。在测试条件为环境温度40℃,车内温度27℃,相对湿度50%的工况下,系统稳微 型 电 动 汽 车 设 计 原 理 -- 詹剑峰网络整理版 5 定时它能以1kW的能耗获得2.9kW的制冷量;当环境温度为-l0℃,车内温度25℃,以1kW的能耗可以获得2.3kW的制热量。在-l0℃~40℃的环境温度下,均能以较高的效率为电动汽车提供舒适的驾乘环境。若能在零部件技术上得到改进,相应效率还可以得到提高。
图1热泵系统工作原理图 综合以上所述,从空调技术成熟性和能源利用效率比较来看,对于热电(偶)电动汽车空调系统,目前存在着热电材料的优值系数较低,制冷性能不够理想,并且热电堆产量受到构成热电元件的蹄元素产量的限制。不具备电动汽车空调节能高效的要求。这使得电动汽车空调更倾向于选用节能高效的热泵型空调,该技术方案对于不同类型电动汽车通用性较好,并且对整车结构改变较小,是将来电动汽车空调发展趋势。
目前热泵型电动汽车空调最大的软肋是低温制热问题,尤其是在东北地区,这也是将来该行业研究难题之一。为了使热泵型电动汽车空调更节能高效,可以从以下几个角度去着重解决:
a) 开发更高效的直流涡旋压缩机; b) 开发控制更精准、更节能的硅电子膨胀阀; c) 采用高效的过冷式平行流冷凝器; 微 型 电 动 汽 车 设 计 原 理 -- 詹剑峰网络整理版 6 d) 改善微通道蒸发器结构,使制冷剂蒸发更均匀。 此外,电动汽车开门的次数以及在行车中受车速、光照、怠速等因素的影响,空调湿热负荷大。压缩机乃至整个空调系统都要适应这种多因素变化的工况,因此热泵型电动汽车空调系统变工况设计尤为重要。