電動汽車原理與構(gòu)造（第3版）課件：電動汽車電動化輔助系統(tǒng)

電動汽車電動化輔助系統(tǒng)哪些輔助系統(tǒng)需要電動化？電動汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)制動系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)其它部件泵系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)低壓供電系統(tǒng)概述為什么要電動化節(jié)能的需要提高性能的需要結(jié)構(gòu)合理化的需要取消發(fā)動機的需要為什么要電動化？概述7.1電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理7.2電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理7.3電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理教學提綱7.1電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理7.2電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理7.3電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理教學提綱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動化

電動助力轉(zhuǎn)向EPS

電轉(zhuǎn)向(線控轉(zhuǎn)向)ESS

電控液壓助力轉(zhuǎn)向EHPS電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動助力轉(zhuǎn)向能改善汽車的轉(zhuǎn)向助力特性，提高汽車的輕便性和安全性。電動助力轉(zhuǎn)向只在轉(zhuǎn)向時電動機才提供助力，能減少能量消耗。電動助力轉(zhuǎn)向零件比液壓動力轉(zhuǎn)向減少，質(zhì)量更輕、結(jié)構(gòu)更緊湊，在安裝位置選擇方面也更容易，并且能降低噪聲電動助力轉(zhuǎn)向沒有液壓回路，比液壓動力轉(zhuǎn)向更易調(diào)整和檢測，裝配自動化程度更高，能縮短生產(chǎn)和開發(fā)周期。電動助力轉(zhuǎn)向不存在滲油問題，可大大降低保修成本，減小對環(huán)境的污染。電動助力轉(zhuǎn)向比液壓動力轉(zhuǎn)向具有更好的低溫工作性能。可實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主動回正電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)框圖轉(zhuǎn)矩傳感器檢測作用在輸入軸的力矩，ECU根據(jù)車速傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器的信號控制電動機的旋轉(zhuǎn)方向和助力電流的大小，電動機的力矩通過減速機構(gòu)作用到小齒輪上，實現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)矩傳感器電子控制單元助力電機電磁離合器減速器機械轉(zhuǎn)向器供電電源電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理轉(zhuǎn)矩傳感器用來測量駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩大小與方向,以及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小和方向,目前采用較多的是扭桿式電位計傳感器，它是在轉(zhuǎn)向軸位置加一根扭桿，通過扭桿檢測輸入軸與輸出軸的相對扭轉(zhuǎn)位移得到扭矩。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理現(xiàn)在EPS公司都采取旋變式無刷電機及控制1、轉(zhuǎn)子位置檢測(旋轉(zhuǎn)變壓器)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置的實時檢測；2、采用矢量控制技術（FOC兼SVPWM技術）算法，實現(xiàn)正弦波控制；3、繞組電流為正弦波,諧波分量小，轉(zhuǎn)矩脈動低；4、運行平衡性好，噪聲低，響應快，定位精度高；5、與方波驅(qū)動比，轉(zhuǎn)矩脈動?。挥糜?.6L以下汽車的電動機,功率:300W;助力轉(zhuǎn)矩:1～25Nm(最大輸出電流35A)用于2.0L汽車的電動機,功率:400W;助力轉(zhuǎn)矩:1～32Nm(最大輸出電流45A)

助力電機一般情況分有刷直流電機和無刷直流電機。要求電動機低轉(zhuǎn)速大扭矩、波動小、轉(zhuǎn)動慣量小、尺寸小、質(zhì)量輕，而且要求可靠性高，易控制。為了增強轉(zhuǎn)向操縱時駕駛員的“手感”并降低噪聲和振動，需要對電動機的結(jié)構(gòu)作一些特殊處理，如：沿轉(zhuǎn)子的表面開出斜槽或螺旋槽，定予磁鐵設計成不等厚。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動機轉(zhuǎn)矩特性負載轉(zhuǎn)矩渦流、磁滯損耗和機械損耗p為極對數(shù)；N為電樞繞組總導體數(shù)；Φ為每極氣隙磁通；a為電樞繞組的并聯(lián)支路對數(shù)。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動機脈寬調(diào)制原理電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動式EPS中的電磁離合器主要是起到安全保護的作用，當EPS系統(tǒng)發(fā)生故障、助力電機工作電流過大等情況下．電磁離合器會及時切斷，汽車仍可以以傳統(tǒng)的機械轉(zhuǎn)向裝置進行工作，從面保障整個系統(tǒng)和行車的安全。為了不使電動機和電磁離臺器的慣性影響轉(zhuǎn)向系的工作，離合器應及時分離，以切斷輔助動力減速機構(gòu)通過離合器與電動機相連,起減速增矩作用,常采用蝸輪蝸桿機構(gòu),也有采用行星齒輪機構(gòu),電子控制單元(ECU)根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器信號和車速傳感器信號,進行邏輯分析與計算后,發(fā)出指令,控制電動機和離合器的動作。此外,ECU還有安全保護和自我診斷功能電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理根據(jù)助力電機位置不同，電動助力轉(zhuǎn)向分為轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式、齒條助力式轉(zhuǎn)向軸助力式小齒輪助力式齒條助力式結(jié)構(gòu)緊湊、響應性好、小排量汽車用大的轉(zhuǎn)向力、助力特性控制困難主流方案、大的助力，大排量轎車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理操作步驟如下：輸入由車速傳感器測得的車速信號；輸入由轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器測得的轉(zhuǎn)向盤力矩大小和方向；根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向盤力矩，由助力特性得到電動機目標電流；通過電動機電流控制器控制電動機輸出力矩。電動助力轉(zhuǎn)向的基本助力控制過程電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理轉(zhuǎn)向控制(包括常規(guī)控制、回正控制和阻尼控制)是EPS開發(fā)的核心之一汽車在低速行駛進行轉(zhuǎn)向時，電控單元對電動機進行常規(guī)控制，出于要求電動機的端電壓隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速提高而增大，所以場效應管的占空比將隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速提高而增大。這樣使轉(zhuǎn)向機具有較好的轉(zhuǎn)向響應，轉(zhuǎn)向操縱靈敏輕便。當車速高于43～52km／h時，停止電機的助力并切斷電磁離合器。汽車在高速行駛時仍不切斷離合器，利用電動機本身和其內(nèi)部電路構(gòu)成的回路對汽車原有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)增加一個阻尼，這樣能夠進一步提高汽車在高速行駛的穩(wěn)定性，更進一步降低了汽車高速轉(zhuǎn)向變道時方向盤“發(fā)飄”的現(xiàn)象，提高駕駛員駕駛的舒適性。回正控制可以改善轉(zhuǎn)向盤的回正性。在汽車低速行駛過程中，當轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動后回到中位時，電控單元對電動機進行回正控制。阻尼控制汽車高速行駛過程中，當轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動后回到中位時，電控單元將電動機電流逐漸減少，對轉(zhuǎn)向車輪產(chǎn)生回正阻尼，使汽車具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向特性。阻尼控制可以衰減汽車高速行駛時出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向盤抖動現(xiàn)象。消除轉(zhuǎn)向車輪因路面輸入引起的擺振現(xiàn)象。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理方向盤總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成和主控制器(ECU)三個主要部分以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)組成電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理方向盤總成包括:方向盤、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、力矩傳感器、方向盤回正力矩電機。方向盤總成的主要功能是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖(通過測量方向盤轉(zhuǎn)角)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,并傳遞給主控制器;同時接受主控制器送來的力矩信號,產(chǎn)生方向盤回正力矩,以提供給駕駛員相應的路感信息轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成包括前輪轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機、轉(zhuǎn)向電機控制器和前輪轉(zhuǎn)向組件等組成。轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成的功能是接受主控制器的命令,通過轉(zhuǎn)向電機控制器控制轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理主控制器對采集的信號進行分析處理,判別汽車的運動狀態(tài),向方向盤回正力電機和轉(zhuǎn)向電機發(fā)送指令,控制兩個電機的工作,保證各種工況下都具有理想的車輛響應,以減少駕駛員對汽車轉(zhuǎn)向特性隨車速變化的補償任務,減輕駕駛員負擔自動防故障系統(tǒng)是線控轉(zhuǎn)向系的重要模塊,它包括一系列的監(jiān)控和實施算法,針對不同的故障形式和故障等級做出相應的處理,以求最大限度地保持汽車的正常行駛電源系統(tǒng)承擔著控制器、兩個執(zhí)行馬達以及其它車用電器的供電任務,其中僅前輪轉(zhuǎn)角執(zhí)行馬達的最大功率就有500-800W,加上汽車上的其它電子設備,電源的負擔已經(jīng)相當沉重電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理用傳感器檢測駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖，將信號傳遞給ECU，并從轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)獲得反饋命令：轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)也從轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)獲得駕駛員的轉(zhuǎn)向指令，并從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獲得車輪情況。從而指揮整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運動。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制車輪轉(zhuǎn)到需要的角度，并將車輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩反饋到系統(tǒng)的其余部分，比如轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)，以使駕駛員獲得路感，這種路感的大小可以根據(jù)不同的情況由轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)控制。系統(tǒng)的安全性問題：容錯技術路感模擬電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動機、控制器、裝配在小齒輪軸上的轉(zhuǎn)角傳感器、齒輪泵、儲油罐和轉(zhuǎn)向機等，其中儲油罐、齒輪泵、電機、電子控制單元集成一體電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的缺點。它所采用的液壓泵不再靠發(fā)動機皮帶直接驅(qū)動，而是采用一個電動泵，它所有的工作的狀態(tài)都是由電子控制單元根據(jù)車輛的行駛速度、轉(zhuǎn)向角度等信號計算出的最理想狀態(tài)在低速大轉(zhuǎn)向時，電子控制單元驅(qū)動電子液壓泵以高速運轉(zhuǎn)輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車在高速行駛時，液壓控制單元驅(qū)動電子液壓泵以較低的速度運轉(zhuǎn)，在不至于影響高速打轉(zhuǎn)向的需要7.1電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理7.2電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理7.3電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理教學提綱制動系統(tǒng)電動化電控制動系統(tǒng)、電動助力制動系統(tǒng)電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電控制動系統(tǒng)EMBEMB系統(tǒng)把整個油壓系統(tǒng)都省了，最后作用在四只輪子上的制動力不是由油壓系統(tǒng)輸出，而是由電子控制器輸出。EMB系統(tǒng)的電子控制器接收來至于電子踏板模塊傳感器的位移和速度信號，并且結(jié)合車速等其它傳感器信號，向車輪制動模塊的電機發(fā)出信號控制其電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角，進而產(chǎn)生需要的制動力，來達到制動的目的。所有油壓管道、油壓元件都被電子線路、電子元件所取代，比其它液（氣）壓制動系統(tǒng)來說更容易安裝。ABS、制動力輔助系統(tǒng)、循跡控制、穩(wěn)定性控制等系統(tǒng)在傳統(tǒng)的液（氣）壓制動系統(tǒng)上往往體現(xiàn)為獨立、分離的單一硬件系統(tǒng)，而在EMB系統(tǒng)上只是整體系統(tǒng)中的子程序，體現(xiàn)在控制程序的軟件上EMB電控制動系統(tǒng)有6大基本組成部分:安裝在4個車輪的獨立的EMB執(zhí)行器;制動踏板模擬器;中心控制單元;EMB執(zhí)行器的控制器;輪速、車速等各種傳感器;電源系統(tǒng)。電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理1）車輪制動模塊車輪制動模塊由制動執(zhí)行器、ECU等組成。其中，制動執(zhí)行器有兩種設計方案：一是集成了力或力矩傳感器；二是沒有集成力或力矩傳感器。在第一種方案中，由于有了力或力矩傳感器，可省去對制動力或制動力矩這一重要參數(shù)的計算過程使系統(tǒng)變得更準確、可靠。但由于力或力矩傳感器目前價格昂貴，而且很難集成到制動執(zhí)行器中，所以第二種方案也有了研究的必要。在第二種方案中，需要根據(jù)電流或電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角來估算制動夾緊力。由于外界環(huán)境的變化帶來的溫度的變化及磨損的影響，不可能只根據(jù)電流或電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角來計算夾緊力，須將兩者結(jié)合起來，才能收到好的效果。電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理2）中央控制模塊

接收制動踏板發(fā)出的信號，控制制動器制動；接收駐車制動信號，控制駐車制動；接收車輪傳感器信號，識別車輪是否抱死、打滑等，控制車輪制動力，實現(xiàn)防抱死和驅(qū)動防滑。由于未來的車輛，各種控制系統(tǒng)如衛(wèi)星定位、導航系統(tǒng)，自動變速系統(tǒng)，無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，懸架系統(tǒng)等的控制系統(tǒng)與制動控制系統(tǒng)高度集成，所以ECU還得兼顧這些系統(tǒng)的控制電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理3）電子踏板模塊帶有踏板感覺模擬器和用以感知駕駛意愿的傳感器。ContinentalTeves的電子踏板模塊電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理線控制動系統(tǒng)具有其他傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點：整個制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，省去了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的制動油箱、制動主缸、助力裝置。液壓閥、復雜的管路系統(tǒng)等部件，使整車質(zhì)量降低；制動響應時間短，提高制動性能；無制動液，維護簡單；系統(tǒng)總成制造、裝配、測試簡單快捷，制動分總成為模塊化結(jié)構(gòu)；采用電線連接，系統(tǒng)耐久性能良好；易于改進，稍加改進就可以增加各種電控制功能。電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理目前EMB制動系統(tǒng)的技術還不成熟，需要解決的技術問題還很多，國外把對電子機械制動系統(tǒng)的研究重點集中在如下幾個方面：耐高溫電子元器件：提高電子元器件對高溫承受能力和在高溫下的工作穩(wěn)定性；改良制動盤的材料和提高其散熱，為電子元器件的工作提供一個良好的環(huán)境。機械-電子執(zhí)行機構(gòu)：目前的執(zhí)行機構(gòu)中機械零件還比較多、結(jié)構(gòu)也很復雜，如何才能夠有效地傳遞扭矩、增大扭矩，如何保證機構(gòu)能自動調(diào)節(jié)制動間隙，如何使結(jié)構(gòu)盡量小巧并可靠都是設計過程中要面對的難題，也是重要的研究方向電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理目前EMB制動系統(tǒng)的技術還不成熟，需要解決的技術問題還很多，國外把對電子機械制動系統(tǒng)的研究重點集中在如下幾個方面：自適應調(diào)節(jié)的控制算法：目前控制算法上主要采用三種：滑模控制、邏輯門限值控制、最優(yōu)控制算法等。以后為了適應EMB的發(fā)展和特點還可以采用新的控制算法靈敏度高而又廉價的傳感器：現(xiàn)在使用的傳感器功能還比較單一，靈敏度也有待提高。為了保證EMB系統(tǒng)能正常可靠的工作，以后要研發(fā)靈敏度高、功能集成、質(zhì)優(yōu)價廉的新型傳感器電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理目前EMB制動系統(tǒng)的技術還不成熟，需要解決的技術問題還很多，國外把對電子機械制動系統(tǒng)的研究重點集中在如下幾個方面：系統(tǒng)容錯控制：電控制動系統(tǒng)的容錯性問題牽涉到了制動系統(tǒng)的安全性和可靠性，是一個關鍵和至關重要的研究方向。有的通過一定的算法來忽略瞬間的錯誤信號借以實現(xiàn)系統(tǒng)的容錯控制；有的是在分布式的線控制動系統(tǒng)中加入一個中央控制芯片專門進行容錯控制；有的是在系統(tǒng)中引入一個監(jiān)控器，用于檢測可能導致系統(tǒng)錯誤和失效的信號，然后產(chǎn)生錯誤檢測代碼，根據(jù)代碼來處理失效和提高安全性。容錯控制是一個牽涉到計算機硬件、軟件、通信協(xié)議等等多方面的比較難解決的問題電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理力傳遞機構(gòu)電控制動系統(tǒng)EMB電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動真空助力制動系統(tǒng)電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理工作原理：葉片泵由偏心地裝在定子腔內(nèi)的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的葉片和外殼定子組成。轉(zhuǎn)子帶動葉片旋轉(zhuǎn)時，葉片借離心力緊貼定子內(nèi)壁，把進排氣口分割開來，并使進氣腔容器周期性擴大而吸氣，排氣腔容積則周期性地縮小而壓縮氣體，借氣體的壓力推開排氣閥排氣，獲得真空電動真空助力制動系統(tǒng)電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理為保證電動汽車的易操縱性和安全性，考慮到真空助力制動系統(tǒng)中的真空泵壽命和真空系統(tǒng)能源的消耗，對真空發(fā)生系統(tǒng)的設計提出以下幾點要求：考慮到行車時制動的可靠性，根據(jù)對電動汽車上所需的真空泵排氣量的計算，選擇合適排氣量的電動真空泵；考慮到真空泵的使用壽命，應采用合適的真空泵控制單元，根據(jù)對該真空泵試驗分析和實際的汽車操縱需要，使用合適的真空壓力延時開關，對真空泵做出實時關閉或開啟指令；增加控制單元后，必須配備真空儲能罐，以保證汽車操縱的需要。電動真空助力制動系統(tǒng)電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動真空助力系統(tǒng)中真空泵采用間歇性工作的模式，給真空泵配備一個控制單元，其控制方式:接通汽車12V電源，壓力延時開關閉合，真空泵大約工作30s后開關斷開，此時真空罐內(nèi)壓力大約為-80kPa；當真空罐內(nèi)壓力增加到-55kPa時，壓力延時開關再次閉合；當真空罐內(nèi)壓力增加到大約-34kPa時，壓力報警器發(fā)出信號。電動真空助力制動系統(tǒng)電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動氣壓制動系統(tǒng)電動客車用螺桿空壓機，包括空壓機主機、與空壓機主機相連的電機、貯氣槽、貯油槽、油冷卻器等，貯氣槽能起到油氣粗分離和貯存壓縮空氣，貯油槽能貯存空壓機工作所需的潤滑油電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理7.1電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理7.2電動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理7.3電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理教學提綱汽車空調(diào)裝置的原理汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)由壓縮機、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風機等組成。各部件之間采用銅管（或鋁管）和高壓橡膠管連接成一個密閉系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)工作時，制冷液在這個密閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動汽車空調(diào)系統(tǒng)的解決方案的確定，由以下幾個因素決定:整車熱負荷。整車熱負荷大，只能選擇制冷量大的制冷方式；如果整車熱負荷小，就有可能選用多種制冷解決方案。為減小整車熱負荷，可以在設計電動汽車車型時，盡量采用低透射率的玻璃材料；增強車身的密封性，并且采用導熱系數(shù)低的隔熱材料?？照{(diào)系統(tǒng)的制冷能力?？照{(diào)系統(tǒng)的控制模式的節(jié)能性能?？照{(diào)系統(tǒng)的技術成熟度以及復雜性?？照{(diào)系統(tǒng)的通用性。對于以上五點．第一個因素需要在整車設計時進行確定，在進行電驅(qū)動空調(diào)系統(tǒng)匹配時主要考慮后四個因素電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

汽車空調(diào)的空氣壓縮機驅(qū)動方案1）熱電制冷空調(diào)系統(tǒng)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(gòu)成熱電元件的碲元素產(chǎn)量的限制2）余熱制冷空調(diào)系統(tǒng)體積大，系統(tǒng)復雜，對燃料電池汽車整車以及電池管理系統(tǒng)要求較高，需定期除垢。且其僅僅匹配在余熱熱源比較穩(wěn)定的燃料電池電動汽車上才具有可行性，不具有解決電動汽車空調(diào)系統(tǒng)問題的通用性。3）電動壓縮機制冷空調(diào)系統(tǒng)制冷性能、節(jié)能性以及技術成熟度均較好，對于不同類型電動汽車通用性較好，并且對整車結(jié)構(gòu)改變較小，制冷工況的實現(xiàn)通過采用電動壓縮機取代機械式壓縮機即可。因此是電動汽車制冷空調(diào)系統(tǒng)的理想選擇。電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動壓縮機驅(qū)動方式電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動壓縮機驅(qū)動方式在純電動以及燃料電池電動汽車上電動壓縮機的驅(qū)動方式只有兩種：一是壓縮機直接由主驅(qū)動電機通過皮帶驅(qū)動，稱為非獨立式驅(qū)。二是利用一個小功率電機來驅(qū)動壓縮機，直接從電池組取電，可以同軸驅(qū)動，也可以在由皮帶驅(qū)動，稱為獨立式驅(qū)動在混合動力平臺車型上，還可以采用發(fā)動機和電動機混合驅(qū)動電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動壓縮機驅(qū)動方式1）非獨立式全電動驅(qū)動方式壓縮機通過皮帶輪由主驅(qū)動電機帶動，結(jié)構(gòu)相對簡單，此時壓縮機可以選擇傳統(tǒng)機械壓縮機，排量以及功率的選擇同機械式壓縮機。壓縮機運行工況的控制通過電磁離合器的開關來實現(xiàn)。另外，由于使用空調(diào)增加了電動機的熱負荷，也增加了電機散熱系統(tǒng)的熱負荷，必要時要強化電機冷卻能力。此種方案，電動空調(diào)系統(tǒng)不能獨立控制，并對整車動力性影響較大，不推薦采用該型式電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理2）獨立式全電動驅(qū)動方式由電動機直接帶動空調(diào)壓縮機制冷，使空調(diào)壓縮機可以在設定的最理想的電動機恒定運轉(zhuǎn)速度下運行，不會受汽車運行狀況的影響。一般不采用壓縮機通過皮帶由電機帶動方案。普遍采用同軸驅(qū)動方案，該型式結(jié)構(gòu)緊湊，可以適應更多汽車平臺。采用該方案，當電動機驅(qū)動壓縮機進行工作時，其能量傳遞路徑為電源一控制器一電動機定子一電動機轉(zhuǎn)子一渦旋動盤。電動壓縮機驅(qū)動方式電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理3）混合驅(qū)動方式在純電動模式下，由蓄電池作為壓縮機的動力源，在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)模式下，也可以由發(fā)動機驅(qū)動壓縮機。解決了發(fā)動機停止工作時空調(diào)壓縮機無動力來源，以及電動空調(diào)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換損耗大．影響電機、電池使用壽命的問題。在發(fā)動機模式下，壓縮機由發(fā)動機通過皮帶驅(qū)動。電動壓縮機驅(qū)動方式電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動壓縮機驅(qū)動方式電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動空調(diào)轉(zhuǎn)速模式1）定速模式定速模式是指在電動空調(diào)系統(tǒng)工作的情況下，壓縮機驅(qū)動電機始終以恒定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)速的選擇可以參考壓縮機以及驅(qū)動電機的高效轉(zhuǎn)速區(qū)2）變速模式變速模式是指在電動空調(diào)系統(tǒng)工作的情況下，壓縮機驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)以適應整車行駛工況并達到節(jié)約車載能源的目的。電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動汽車對電驅(qū)動壓縮機的要求首先是效率高，然后是結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，成本低，噪音低，能在各種氣候下工作。渦旋式壓縮機，其原理是利用動、靜渦旋片的相對公轉(zhuǎn)運動形成閉死容積的連續(xù)變化，實現(xiàn)壓縮制冷工質(zhì)的目的。該種壓縮機，工作可靠、壽命長，容積效率高，吸排氣連續(xù)、氣流脈動小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、且扭矩變化均勻，最高轉(zhuǎn)速可達13000r／min左右，較往復式壓縮機體積小40％、重量輕15％、絕熱效率提高10％。更為關鍵的是相比其它型式壓縮機可節(jié)能30％，嗓音降低1／3，具有節(jié)能環(huán)保的特點。作為當前空調(diào)活塞式壓縮機的換代產(chǎn)品，應用在電動空調(diào)上有其它壓縮機不可取代的優(yōu)勢。電動壓縮機電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理壓縮機電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的硬件主要由控制電路，功率驅(qū)動電路、電壓電流檢測電路以及硬件保護電路組成。主控制器根據(jù)用戶要求通過通訊接口傳遞速度給定值至MCU，MCU通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)對無刷直流電機的端電壓和電流實施A／D采樣，控制算法根據(jù)速度給定值和采樣信號進行計算，并將得到PWM控制信號傳遞給功率模塊(IPM)實現(xiàn)電機的實時控制電動壓縮機的控制電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理在實現(xiàn)了對電機驅(qū)動控制的基礎之上，還需要對電動空調(diào)系統(tǒng)進行整體的控制，從而最終實現(xiàn)舒適性和節(jié)能性這兩個極其重要的指標。電動空調(diào)控制系統(tǒng)通過接收系統(tǒng)的壓力、溫度傳感器的信號以及環(huán)境溫度信號，通過控制系統(tǒng)計算處理之后，最終實現(xiàn)對電動壓縮機轉(zhuǎn)速的控制。電動空調(diào)的控制模式電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理1）蒸發(fā)器出口制冷劑溫度控制模式設定壓縮機轉(zhuǎn)速信號與蒸發(fā)器出口制冷劑溫度成正比。如果蒸發(fā)器出口制冷劑溫度上升到設定值，那么調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速增加；如果溫度下降，那么調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速降低。為避免壓縮機速度變化時發(fā)生抖動，兩設定值之間設定了緩沖區(qū)。冷凝器風扇轉(zhuǎn)速與進出冷凝器空氣溫度之差成正比，考慮到控制的滯后，設定溫差達到5℃時調(diào)低風扇轉(zhuǎn)速，溫差達到4.85℃時調(diào)高風扇轉(zhuǎn)速。2）蒸發(fā)器出口制冷劑壓力控制模式對于蒸發(fā)器出口制冷劑壓力控制模式，當蒸發(fā)器壓力增加到設定值時，壓縮機以最高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)；當蒸發(fā)器壓力差降低到設定值時，壓縮機停轉(zhuǎn)。在此過程中冷凝器風扇恒速運轉(zhuǎn)。3）車廂溫度控制模式對于車廂溫度控制模式，壓縮機轉(zhuǎn)速由控制器根據(jù)駕駛室溫度進行控制。冷凝器風扇轉(zhuǎn)速控制方式與蒸發(fā)器出口制冷劑溫度控制模式下相同。電動空調(diào)的控制模式電動空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理Prius轎車用空調(diào)系統(tǒng)主要部件有冷凝器