新能源-第十六章課件

本章要求:1.了解電動汽車空調(diào)的制冷方式；2.知道汽車空調(diào)壓縮機類型；3.熟悉空調(diào)制冷/制熱方式；4.知道電動變排量渦旋式制冷壓縮機原理；5.了解Prius空調(diào)系統(tǒng)基本特征。第十六章電動汽車空調(diào)系統(tǒng)本章要求:第十六章電動汽車空調(diào)系統(tǒng)第一節(jié)

電動汽車空調(diào)的制冷方式一、汽車空調(diào)壓縮機大致分為三類(１)傳統(tǒng)發(fā)動機驅(qū)動的類型(２)使用發(fā)動機和電動機驅(qū)動的混合動力型，混合動力汽車空調(diào)壓縮機，對于面向需要提高現(xiàn)有內(nèi)燃機效率、實現(xiàn)小型化的汽車廠商，供應的是借助傳統(tǒng)發(fā)動機傳動帶傳動類型的壓縮機，面向以發(fā)動機為主體、電動機為輔的車輛(Mild-HEV弱混)供應的是帶傳動和電動機驅(qū)動兼顧的混合式壓縮機。(３)單純使用變頻電動機驅(qū)動的類型，對于以電動機為主體(Strong-HEV強混、EV電動)的車輛，則供應電動壓縮機。第一節(jié)電動汽車空調(diào)的制冷方式一、汽車空調(diào)壓縮機大致分為三二、汽車空調(diào)的電動制冷系統(tǒng)的組成

主要由純電動或混合動力汽車的混動壓縮機、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)箱和控制電路等組成。低壓管路:從節(jié)流閥出口至壓縮機入口，沿程有蒸發(fā)箱、低壓加注口、積累器。高壓管路:從壓縮機出口至節(jié)流閥入口，沿程有壓縮機、冷凝器、干燥器、高壓加注口中、高低壓開關、節(jié)流閥。如下圖。二、汽車空調(diào)的電動制冷系統(tǒng)的組成主要由純電動或混合動汽車空調(diào)的電動制冷系統(tǒng)的組成汽車空調(diào)的電動制冷系統(tǒng)的組成三、汽車空調(diào)的電動制冷系統(tǒng)部件功能壓縮機---把低溫、低壓的氣態(tài)的制冷劑吸入壓縮成高溫、高壓液態(tài)制冷劑,以跟外界空氣形成溫差。冷凝器---經(jīng)過冷凝器專用風扇或發(fā)動機散熱器風扇把高溫、高壓制冷劑的熱量散至周圍空氣，制冷劑降溫。干燥器---用來除去制冷劑中的水分。高壓加注口---用于加制冷劑或?qū)苈烦檎婵沼谩９?jié)流閥(膨脹閥)---即一個可變或固定截面小孔，把高壓制冷劑節(jié)流霧化，經(jīng)蒸發(fā)箱吸收車內(nèi)空氣熱量，在鼓風機的作用下，蒸發(fā)箱吸收車內(nèi)熱量，變成低溫、低壓的氣態(tài)，積累器用來儲存制冷劑防止從蒸發(fā)箱出來的不是氣態(tài)而液擊壓縮機，低壓加注口---用于加制冷劑或?qū)苈烦檎婵沼?。三、汽車空調(diào)的電動制冷系統(tǒng)部件功能壓縮機---把低溫、低壓的第二節(jié)

空調(diào)制熱方式和空調(diào)壓縮機一、空調(diào)制冷/制熱方式

１.半導體式制冷/制熱（1）半導體制冷又稱電子制冷，或者溫差電制冷?；驹頌椋喊雽w制冷器的基本器件是熱電偶對，即把一只N型半導體和一只P型半導體連接成熱電偶，通上直流電后，在接口處就會產(chǎn)生溫差和熱量的轉(zhuǎn)移，在電路上串聯(lián)起若干對半導體熱電偶對，而傳熱方面是并聯(lián)的。這樣就構成了一個常見的制冷熱電堆，借助于熱交換器等各種傳熱手段，使熱電堆的熱端不斷散熱并且保持一定的溫度?而把熱電堆的冷端放到工作環(huán)境中去吸熱降溫，這就是半導體制冷的原理。

第二節(jié)空調(diào)制熱方式和空調(diào)壓縮機一、空調(diào)制冷/制熱方式

（2）半導體制冷片的溫差范圍從正溫90℃到負溫度130℃都可以實現(xiàn)。從空調(diào)技術成熟性和能源利用效率比較來看，對于半導體制冷片技術的電動汽車空調(diào)系統(tǒng)，目前存在著熱電材料的優(yōu)值系數(shù)較低，制冷性能不夠理想，并且熱電堆產(chǎn)量受到構成熱電元件元素產(chǎn)量的限制，不具備電動汽車空調(diào)節(jié)能高效的要求，這使得電動汽車空調(diào)更傾向于選用節(jié)能高效的熱泵型空調(diào)，該技術方案對于不同類型電動汽車通用性較好，并且對整車結構改變較小，是將來電動汽車空調(diào)發(fā)展趨勢。

（2）半導體制冷片的溫差范圍從正溫90℃到負溫度130

２.熱泵型空調(diào)系統(tǒng)制冷/制熱

（1）熱泵型空調(diào)系統(tǒng)是在原有燃油汽車上進行改進的，壓縮機是由永磁直流無刷電動機直接驅(qū)動，系統(tǒng)的工作原理圖如圖所示。

熱泵系統(tǒng)工作原理圖(由于客車空間大，所以多用于客車)２.熱泵型空調(diào)系統(tǒng)制冷/制熱熱泵系統(tǒng)工作原理圖(由于（2）目前，熱泵型電動汽車空調(diào)最大的問題是低溫制熱，這個難題已從以下幾個角度得以解決:開發(fā)更高效的直流渦旋壓縮機，開發(fā)控制更精準、更節(jié)能的硅電子膨脹閥，采用高效的過冷式平行流冷凝器，改善微通道蒸發(fā)器結構，使制冷劑蒸發(fā)更均勻。

汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)與普通的家用空調(diào)比較相近，是相對普通家用空調(diào)的一種使用場合的擴展。

（2）目前，熱泵型電動汽車空調(diào)最大的問題是低溫制熱，

３.駐車加熱器制熱

駐車加熱器的工作原理:遙控器或定時器給ECU一個起動信號，計量油泵從油箱泵油并以脈沖形式將燃油打到燃燒室前的金屬氈上，筆狀點火器加熱到900℃左右，將噴濺的細小油滴氣化，空氣由燃燒空氣鼓風機吸入，與汽油混合后并點燃，火焰將熱能傳遞給發(fā)動機冷卻液，電動循環(huán)水泵推動冷卻液循環(huán)進入蒸發(fā)箱內(nèi)散熱器，鼓風機吸入使車內(nèi)冷空氣通過散熱器，把變熱的空氣鼓入車內(nèi)。

３.駐車加熱器制熱

４.PTC加熱器的電制熱方式

若電動汽車采用加熱器的電制熱方式時,加熱器一般配置在駕駛席和副駕駛席之間的地板下方,加熱器由可用電發(fā)熱的PTC(PositiveTemperatureCoefficient)加熱器元件,將提供的熱量傳送至散熱劑(冷卻液)的散熱扇、散熱劑流路和控制底板等組成,因要求加熱器要有較高的制熱性,因此,電源使用的是驅(qū)動電動機的鋰離子充電電池的高壓,而非輔助電池(12Ｖ),如果是純電動汽車(EV)專用產(chǎn)品,也可以不使用冷卻液,直接用鼓風機吹送經(jīng)PTC加熱器加熱的暖風.

４.PTC加熱器的電制熱方式二、電動變排量渦旋式制冷壓縮機1.結構

如圖所示，電動變頻壓縮機包含一對螺旋線纏繞的固定蝸形管和可變蝸形管、無刷電動機、油擋板和電動機軸。

電動變頻壓縮機內(nèi)部結構二、電動變排量渦旋式制冷壓縮機1.結構電動變頻壓縮機２.工作原理（１）吸入過程在固定蝸形管和可變蝸形管間產(chǎn)生的壓縮室的容量隨著可變蝸形管的旋轉(zhuǎn)而增大，這時，氣態(tài)制冷劑從進風口吸入。（2）壓縮過程吸入步驟完成后，隨著可變蝸形管繼續(xù)轉(zhuǎn)動，壓縮室的容量逐漸減小，這樣，吸入的氣態(tài)制冷劑逐漸壓縮并被排到固定蝸形管的中心了，當可變蝸形管旋轉(zhuǎn)約兩周后，制冷劑的壓縮完成。（3）排放過程氣態(tài)制冷劑壓縮完成而壓力較高時，通過按壓排放閥，氣態(tài)制冷劑通過固定蝸形管中心排放口排出。如下圖所示２.工作原理電動變頻渦旋壓縮機工作原理電動變頻渦旋壓縮機工作原理第三節(jié)Prius空調(diào)系統(tǒng)一、空調(diào)變頻器

如圖所示，變頻器總成中的空調(diào)變頻器內(nèi)部圖所示:變頻器總成中的空調(diào)變頻器為空調(diào)系統(tǒng)中電動變頻壓縮機供電,變頻器將HV蓄電池的額定電壓DC

201.6V轉(zhuǎn)換為AC201.6V來為空調(diào)系統(tǒng)中的壓縮機供電。

變頻器總成中的空調(diào)變頻器內(nèi)部圖

第三節(jié)Prius空調(diào)系統(tǒng)一、空調(diào)變頻器如圖所示，變頻器總1.電動變頻壓縮機轉(zhuǎn)速控制如下圖所示電動變頻壓縮機轉(zhuǎn)速控制1.電動變頻壓縮機轉(zhuǎn)速控制電動變頻壓縮機轉(zhuǎn)速控制2.新款Prius的空調(diào)系統(tǒng)的改進(１)新系統(tǒng)采用了ES18型電動變頻壓縮機；(２)所有車型都將自動空調(diào)系統(tǒng)作為標準配置而采用；(３)新系統(tǒng)采用了鼓風機脈沖控制器；(４)車內(nèi)溫度傳感器增加了濕度傳感器功能；(５)采用了緊湊、輕型和高效的電動水泵；(６)采用了模糊控制功能來計算要求的出風口溫度(TAO:出風口溫度)和自動空調(diào)控制系統(tǒng)的鼓風量。2.新款Prius的空調(diào)系統(tǒng)的改進二、系統(tǒng)圖和主組件位置圖主組件位置圖二、系統(tǒng)圖和主組件位置圖主組件位置圖三、空調(diào)其他部件介紹1.蒸發(fā)器新車型采用了RS(改良型條狀)蒸發(fā)器?在蒸發(fā)器裝置的頂部和底部有儲液罐并使用了微孔管結構，從而達到增強了導熱性、散熱更集中、使蒸發(fā)器更薄的效果。2.暖風機芯采用SFA(直吹鋁制)暖風機芯，與傳統(tǒng)SFA暖風機芯是同樣的直吹(全程吹風)型暖風機芯。3.PTC暖風機和鼓風機脈沖控制器如圖所示，2個PTC(正溫度系數(shù))暖風機安裝在暖風機芯上，電流通過PTC元件來加熱流經(jīng)散熱片的空氣。三、空調(diào)其他部件介紹1.蒸發(fā)器三、空調(diào)其他部件介紹4.冷凝器，新款Prius保留了舊款Prius的分級制冷冷凝器。5.水泵，

Prius系統(tǒng)采用了電動水泵。6.車內(nèi)溫度和濕度傳感器如圖所示，濕度傳感器被加入到了車內(nèi)溫度傳感器中，通過檢測車內(nèi)的濕度，這個功能優(yōu)化了空調(diào)系統(tǒng)操作期間的除濕效率。7.空氣過濾器鼓風機裝置內(nèi)的空氣過濾器(標準型粒子過濾器)能夠除去粉塵。三、空調(diào)其他部件介紹4.冷凝器，新款Prius保留了舊款Pr四、自診斷

空調(diào)ECU具有自診斷功能，它以故障碼的形式將所有操作故障存儲在空調(diào)系統(tǒng)存儲器中，通過操作空調(diào)控制開關，存儲的故障碼可顯示于復式顯示器上，由于診斷結果的存儲由蓄電池直接提供電能。所以，在點火開關關閉后它們也不會消失。修理中可進行如下工作:可利用指示燈檢查