《新能源汽车技术空调》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新能源汽车技术空调（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本章要求本章要求: :1.1.了解电动汽车空调的制冷方式；了解电动汽车空调的制冷方式；2.2.知道汽车空调压缩机类型；知道汽车空调压缩机类型；3.3.熟悉空调制冷熟悉空调制冷/ /制热方式；制热方式；4.4.知道电动变排量涡旋式制冷压缩机原理；知道电动变排量涡旋式制冷压缩机原理；5.5.了解了解PriusPrius空调系统基本特征。空调系统基本特征。第十六章第十六章 电动汽车空调系统电动汽车空调系统第一节第一节 电动汽车空调的制冷方式电动汽车空调的制冷方式一、汽车空调压缩机大致分为三类一、汽车空调压缩机大致分为三类 ( () )传统发动机驱动的类型传统发动机驱动的类型 ( () )使用发动机和
2、电动机驱动的混合动力型，混使用发动机和电动机驱动的混合动力型，混合动力汽车空调压缩机，对于面向需要提高现有合动力汽车空调压缩机，对于面向需要提高现有内燃机效率、实现小型化的汽车厂商，供应的是内燃机效率、实现小型化的汽车厂商，供应的是借助传统发动机传动带传动类型的压缩机，面向借助传统发动机传动带传动类型的压缩机，面向以发动机为主体、电动机为辅的车辆以发动机为主体、电动机为辅的车辆(Mild-HEV(Mild-HEV弱混弱混) )供应的是带传动和电动机驱动兼顾的混合供应的是带传动和电动机驱动兼顾的混合式压缩机。式压缩机。( () )单纯使用变频电动机驱动的类型，对于以电动单纯使用变频电动机驱动的类
3、型，对于以电动机为主体机为主体(Strong-HEV(Strong-HEV强混、强混、EVEV电动电动) )的车辆，则的车辆，则供应电动压缩机。供应电动压缩机。二、汽车空调的电动制冷系统的组成二、汽车空调的电动制冷系统的组成 主要由纯电动或混合动力汽车的混动压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发箱和控制电路等组成。 低压管路:从节流阀出口至压缩机入口，沿程有蒸发箱、低压加注口、积累器。高压管路:从压缩机出口至节流阀入口，沿程有压缩机、冷凝器、干燥器、高压加注口中、高低压开关、节流阀。如下图。汽车空调的电动制冷系统的组成汽车空调的电动制冷系统的组成三、汽车空调的电动制冷系统部件功能三、汽车空调
4、的电动制冷系统部件功能压压缩缩机机-把把低低温温、低低压压的的气气态态的的制制冷冷剂剂吸吸入入压压缩缩成成高高温温、高高压液态制冷剂压液态制冷剂, ,以跟外界空气形成温差。以跟外界空气形成温差。 冷冷凝凝器器-经经过过冷冷凝凝器器专专用用风风扇扇或或发发动动机机散散热热器器风风扇扇把把高高温温、高压制冷剂的热量散至周围空气，制冷剂降温。高压制冷剂的热量散至周围空气，制冷剂降温。干燥器干燥器-用来除去制冷剂中的水分。用来除去制冷剂中的水分。高压加注口高压加注口-用于加制冷剂或对管路抽真空用。用于加制冷剂或对管路抽真空用。节节流流阀阀( (膨膨胀胀阀阀)-)-即即一一个个可可变变或或固固定定截截面
5、面小小孔孔，把把高高压压制制冷冷剂剂节节流流雾雾化化，经经蒸蒸发发箱箱吸吸收收车车内内空空气气热热量量，在在鼓鼓风风机机的的作作用用下下，蒸蒸发发箱箱吸吸收收车车内内热热量量，变变成成低低温温、低低压压的的气气态态，积积累累器器用来储存制冷剂防止从蒸发箱出来的不是气态而液击压缩机，用来储存制冷剂防止从蒸发箱出来的不是气态而液击压缩机，低压加注口低压加注口-用于加制冷剂或对管路抽真空用。用于加制冷剂或对管路抽真空用。第二节第二节 空调制热方式和空调压缩机空调制热方式和空调压缩机一、空调制冷一、空调制冷/ 制热方式制热方式 . . 半导体式制冷半导体式制冷/ / 制热制热 （1 1）半半导导体体制
6、制冷冷又又称称电电子子制制冷冷，或或者者温温差差电电制制冷冷。基基本本原原理理为为：半半导导体体制制冷冷器器的的基基本本器器件件是是热热电电偶偶对对，即即把把一一只只N N型型半半导导体体和和一一只只P P型型半半导导体体连连接接成成热热电电偶偶，通通上上直直流流电电后后，在在接接口口处处就就会会产产生生温温差差和和热热量量的的转转移移，在在电电路路上上串串联联起起若若干干对对半半导导体体热热电电偶偶对对，而而传传热热方方面面是是并并联联的的。这这样样就就构构成成了了一一个个常常见见的的制制冷冷热热电电堆堆，借借助助于于热热交交换换器器等等各各种种传传热热手手段段，使使热热电电堆堆的的热热端端
7、不不断断散散热热并并且且保保持持一一定定的的温温度度 而而把把热热电电堆堆的的冷冷端端放放到到工工作作环环境境中中去吸热降温，这就是半导体制冷的原理。去吸热降温，这就是半导体制冷的原理。 （2 2）半导体制冷片的温差范围从正温）半导体制冷片的温差范围从正温9090到负温度到负温度130130都都可以实现。可以实现。 从空调技术成熟性和能源利用效率比较来看，对于半导体从空调技术成熟性和能源利用效率比较来看，对于半导体制冷片技术的电动汽车空调系统，目前存在着热电材料的优值制冷片技术的电动汽车空调系统，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系数较低，制冷性能不
8、够理想，并且热电堆产量受到构成热电元件元素产量的限制，不具备电动汽车空调节能高效的要求，元件元素产量的限制，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。改变较小，是将来电动汽车空调发展趋势。 . . 热泵型空调系统制冷热泵型空调系统制冷/ / 制热制热 （1 1）热热泵泵型型空空调调系系统统是是在在原原有有燃燃油油汽汽车车上上进进行行改改进进的的，压压缩
9、缩机机是是由由永永磁磁直直流流无无刷刷电电动动机机直直接接驱驱动动，系系统的工作原理图如图所示。统的工作原理图如图所示。 热泵系统工作原理图(由于客车空间大，所以多用于客车) （2）目前，热泵型电动汽车空调最大的问题是低温制热，这个难题已从以下几个角度得以解决:开发更高效的直流涡旋压缩机，开发控制更精准、更节能的硅电子膨胀阀，采用高效的过冷式平行流冷凝器，改善微通道蒸发器结构，使制冷剂蒸发更均匀。 汽车空调热泵系统与普通的家用空调比较相近，是相对普通家用空调的一种使用场合的扩展。 . . 驻车加热器制热驻车加热器制热 驻驻车车加加热热器器的的工工作作原原理理: :遥遥控控器器或或定定时时器器给
10、给ECU ECU 一一个个起起动动信信号号，计计量量油油泵泵从从油油箱箱泵泵油油并并以以脉脉冲冲形形式式将将燃燃油油打打到到燃燃烧烧室室前前的的金金属属毡毡上上，笔笔状状点点火火器器加加热热到到900900左左右右，将将喷喷溅溅的的细细小小油油滴滴气气化化，空空气气由由燃燃烧烧空空气气鼓鼓风风机机吸吸入入，与与汽汽油油混混合合后后并并点点燃燃，火火焰焰将将热热能能传传递递给给发发动动机机冷冷却却液液，电电动动循循环环水水泵泵推推动动冷冷却却液液循循环环进进入入蒸蒸发发箱箱内内散散热热器器，鼓鼓风风机机吸吸入入使使车车内内冷冷空空气通过散热器，把变热的空气鼓入车内。气通过散热器，把变热的空气鼓入
11、车内。 . PTC. PTC加热器的电制热方式加热器的电制热方式 若若电电动动汽汽车车采采用用加加热热器器的的电电制制热热方方式式时时, ,加加热热器器一一般般配配置置在在驾驾驶驶席席和和副副驾驾驶驶席席之之间间的的地地板板下下方方, , 加加热热器器由由 可可 用用 电电 发发 热热 的的 PTC(Positive PTC(Positive Temperature Temperature Coefficient)Coefficient)加加热热器器元元件件, ,将将提提供供的的热热量量传传送送至至散散热热剂剂( (冷冷却却液液) )的的散散热热扇扇、散散热热剂剂流流路路和和控控制制底底板板等
12、等组组成成, ,因因要要求求加加热热器器要要有有较较高高的的制制热热性性, ,因因此此, ,电电源源使使用用的的是是驱驱动动电电动动机机的的锂锂离离子子充充电电电电池池的的高高压压, ,而而非非辅辅助助电电池池(12(12), ), 如如果果是是纯纯电电动动汽汽车车(EV)(EV)专专用用产产品品, ,也也可可以以不不使使用用冷却液冷却液, ,直接用鼓风机吹送经直接用鼓风机吹送经PTCPTC加热器加热的暖风加热器加热的暖风. . 二、电动变排量涡旋式制冷压缩机二、电动变排量涡旋式制冷压缩机1.1.结构结构 如如图图所所示示，电电动动变变频频压压缩缩机机包包含含一一对对螺螺旋旋线线缠缠绕绕的的固
13、固定定蜗蜗形形管管和和可可变变蜗蜗形形管管、无无刷刷电电动动机机、油油挡挡板板和和电动机轴。电动机轴。 电动变频压缩机内部结构. . 工作原理工作原理（）吸入过程（）吸入过程在在固固定定蜗蜗形形管管和和可可变变蜗蜗形形管管间间产产生生的的压压缩缩室室的的容容量量随随着着可可变变蜗蜗形形管管的的旋旋转转而而增增大大，这这时时，气气态态制制冷冷剂剂从进风口吸入。从进风口吸入。（2 2）压缩过程）压缩过程吸吸入入步步骤骤完完成成后后，随随着着可可变变蜗蜗形形管管继继续续转转动动，压压缩缩室室的的容容量量逐逐渐渐减减小小，这这样样，吸吸入入的的气气态态制制冷冷剂剂逐逐渐渐压压缩缩并并被被排排到到固固定
14、定蜗蜗形形管管的的中中心心了了，当当可可变变蜗蜗形形管管旋转约两周后，制冷剂的压缩完成。旋转约两周后，制冷剂的压缩完成。（3 3）排放过程）排放过程气气态态制制冷冷剂剂压压缩缩完完成成而而压压力力较较高高时时，通通过过按按压压排排放放阀，气态制冷剂通过固定蜗形管中心排放口排出。阀，气态制冷剂通过固定蜗形管中心排放口排出。如下图所示如下图所示电动变频涡旋压缩机工作原理第三节第三节PriusPrius空调系统空调系统一、空调变频器一、空调变频器 如如图图所所示示，变变频频器器总总成成中中的的空空调调变变频频器器内内部部图图所所示示: :变变频频器器总总成成中中的的空空调调变变频频器器为为空空调调系
15、系统统中中电电动动变变频频压压缩缩机机供供电电, ,变变频频器器将将HVHV蓄蓄电电池池的的额额定定电电压压DC DC 201.6V 201.6V 转转换换为为AC201.6VAC201.6V来来为为空空调调系系统统中中的压缩机供电。的压缩机供电。 变频器总成中的空调变频器内部图 1.1.电动变频压缩机转速控制电动变频压缩机转速控制如下图所示如下图所示电动变频压缩机转速控制电动变频压缩机转速控制2.新款新款Prius的空调系统的改进的空调系统的改进()新系统采用了新系统采用了ES18型电动变频压缩机；型电动变频压缩机；()所有车型都将自动空调系统作为标准配置而采所有车型都将自动空调系统作为标准
16、配置而采用；用；()新系统采用了鼓风机脉冲控制器；新系统采用了鼓风机脉冲控制器；()车内温度传感器增加了湿度传感器功能；车内温度传感器增加了湿度传感器功能；()采用了紧凑、轻型和高效的电动水泵；采用了紧凑、轻型和高效的电动水泵；()采用了模糊控制功能来计算要求的出风口温度采用了模糊控制功能来计算要求的出风口温度(TAO:出风口温度出风口温度)和自动空调控制系统的鼓风量。和自动空调控制系统的鼓风量。二、系统图和主组件位置图二、系统图和主组件位置图主组件位置图三、空调其他部件介绍三、空调其他部件介绍1.1.蒸发器蒸发器新新车车型型采采用用了了RS(RS(改改良良型型条条状状) )蒸蒸发发器器 在在
17、蒸蒸发发器器装装置置的的顶顶部部和和底底部部有有储储液液罐罐并并使使用用了了微微孔孔管管结结构构，从从而而达达到到增增强强了了导导热热性性、散散热热更更集中、使蒸发器更薄的效果。集中、使蒸发器更薄的效果。2.2.暖风机芯暖风机芯采采用用SFA(SFA(直直吹吹铝铝制制) )暖暖风风机机芯芯，与与传传统统SFASFA暖暖风风机机芯芯是是同同样样的的直直吹吹( (全程吹风全程吹风) )型暖风机芯。型暖风机芯。3.PTC3.PTC暖风机和鼓风机脉冲控制器暖风机和鼓风机脉冲控制器如如图图所所示示，2 2个个PTC(PTC(正正温温度度系系数数) )暖暖风风机机安安装装在在暖暖风风机机芯芯上上，电电流流
18、通通过过PTCPTC元元件件来来加加热热流流经经散散热热片片的的空气。空气。三、空调其他部件介绍三、空调其他部件介绍4.4.冷凝器，新款冷凝器，新款PriusPrius保留了旧款保留了旧款PriusPrius的分级制冷冷凝器。的分级制冷冷凝器。5.5.水泵，水泵， Prius Prius系统采用了电动水泵。系统采用了电动水泵。6.6.车内温度和湿度传感器车内温度和湿度传感器如图所示，湿度传感器被加入到了车内温度传感器中，通过如图所示，湿度传感器被加入到了车内温度传感器中，通过检测车内的湿度，这个功能优化了空调系统操作期间的除湿检测车内的湿度，这个功能优化了空调系统操作期间的除湿效率。效率。7.
19、7.空气过滤器空气过滤器鼓风机装置内的空气鼓风机装置内的空气过滤器过滤器( (标准型粒子标准型粒子过滤器过滤器) )能够除去粉能够除去粉尘。尘。四、自诊断四、自诊断 空空调调ECUECU具具有有自自诊诊断断功功能能，它它以以故故障障码码的的形形式式将将所所有有操操作作故故障障存存储储在在空空调调系系统统存存储储器器中中，通通过过操操作作空空调调控控制制开开关关，存存储储的的故故障障码码可可显显示示于于复复式式显显示示器器上上，由由于于诊诊断断结结果果的的存存储储由由蓄蓄电电池池直直接接提提供供电电能能。所所以以，在在点点火火开开关关关关闭闭后后它它们们也也不不会会消消失失。修修理理中中可可进进行行如如下下工工作作: :可可利利用用指指示示灯灯检检查查模模式式和和温温度度设设定定显显示示，可可利利用用传传感感器器检检查查过过去去的的和和现现在在的的传传感感器器空空调调变变频频器器的的故故障障，清清除除过过去去的的故故障障数数据据，可可利利用用执执行行器器检检查查模模式式检检查查鼓鼓风风机机电电动动机机、伺伺服服电电动动机机和和电电磁磁式式离离合合器器是是否否按按ECUECU信号正常工作。信号正常工作。1.叙述电动汽车空调的制冷方式。2.汽车空调压缩机有哪几种类型？3.简述电动变排量涡旋式制冷压缩机原理。练习题练习题
