首页 理论教育 新能源汽车制冷功能操作与原理分析

新能源汽车制冷功能操作与原理分析

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于电动机同轴驱动压缩机,可通过调节电动机转速改变压缩机转速,实现空调压缩机排量及制冷量的灵活控制。虽然涡旋式压缩机每次排出制冷剂的气量较小。高压互锁信号线在高压上电前确保整个高压系统的完整性,使高压电处于一个封闭的环境下工作,提高安全性。

新能源汽车制冷功能操作与原理分析

1.空调制冷操作

空调制冷操作见图7-1,顺时针旋转A/C旋钮开关,到蓝色标识区域,空调开始制冷。制冷挡位通常显示为蓝色,随着蓝色显示量的增加,制冷强度随之增加。

2.制冷工作原理

电动汽车空调系统制冷的工作原理与传统汽油机空调系统类似,其工作原理如图7-7所示。汽车空调制冷系统主要是由压缩机、膨胀阀、冷凝器、蒸发器和鼓风机等组成,另外,还增加了电气系统的空调驱动器。使用泵气效率较高的涡旋式压缩机是电动汽车空调的一个共同特点,与其他诸多类型的空调压缩机(如斜盘式、曲柄连杆式、叶片式等压缩机)相比,涡旋式压缩机具有振动小、噪声低、使用寿命长、重量轻、转速高、效率高、外形尺寸小等多个优点。更符合电动汽车的空调使用要求。其各个部件之间采用高压橡胶管和钢管连接成一个密闭的系统,在制冷系统工作时,制冷剂会以不同的状态在这个空间里循环流动,而这样的循环又分为了四个过程,具体如下:

(1)压缩过程 压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体,把它压缩成高温高压的气体排出压缩机。

(2)散热过程 高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器,由于压力及温度的降低,制冷剂气体冷凝成液体,并排出大量的热量。

图7-7 空调系统的结构原理示意图

(3)节流过程 温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大,压力和温度急剧下降,以雾状(细小液滴)排出膨胀装置。

(4)吸热过程 雾状制冷剂液体进入蒸发器,因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度,故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量,而后低温低压的制冷剂蒸汽又进入压缩机。上述过程周而复始地进行。从而达到降低蒸发器周围空气温度的目的。

3.旋涡式压缩机

(1)涡旋式压缩机结构 电动汽车的压缩机动力来源与传统汽车不同,传统汽车压缩机由发动机传动带通过电磁离合器带动,而电动汽车采用电动压缩机,电动压缩机则由动力电池提供高压电来驱动。电动压缩机主要由驱动控制器、压缩机本体、压缩机排气口、压缩机吸气口、高压插接件、低压插接件等部分构成,如图7-8所示。这种结构形式灵活方便,可装置在前机舱的任何位置,而且电动机与压缩机可采取同轴驱动,不会出现传统驱动方式的传动带打滑、压缩机转速与发动机转速不同步的现象。由于电动机同轴驱动压缩机,可通过调节电动机转速改变压缩机转速,实现空调压缩机排量制冷量的灵活控制。封闭式的驱动结构,只有电源线及进出气管与外部联系,泵气装置运行的可靠性较高,故障率较低。

图7-8 电动压缩机主要部件

(2)涡旋式压缩机原理 涡旋式压缩机包括一个定涡盘和一个动涡盘,如图7-9所示。这两个相互啮合的涡盘,其线形是相同的,它们相互错开180°安装在一起,即相位角相差180°。

涡旋式压缩机的工作原理如图7-11所示,其定涡盘固定在机架上,而动涡盘由电动机直接驱动。动涡盘是不能自转的,只能围绕定涡盘作很小回转半径的公转运动。当驱动电机旋转带动动涡盘公转时,制冷气体通过滤芯吸入到定涡盘的外围部分,随着驱动轴的旋转.动涡盘在定涡盘内按轨迹运转,使动、定涡盘之间形成由外向内、体积逐渐缩小的六个腔,即A腔、B腔、C腔、D腔、E腔和F腔,如图7-10所示。制冷气体在动、定涡盘所组成的六个月牙形压缩腔内被逐步压缩,最后从定盘中心孔通过阀片将被压缩后的制冷气体连续排出,如图7-11所示。

图7-9 压缩机的动涡盘与定涡盘实物(www.xing528.com)

图7-10 压缩机的动涡盘与定涡盘安装方式

图7-11 涡旋式压缩机工作原理

在压缩机整个工作过程中,所有工作腔均由外向内逐渐变小且处于不同的压缩状况,从而保证涡旋式压缩机能连续不断地吸气、压缩和排气。虽然涡旋式压缩机每次排出制冷剂的气量较小。其排出量为27~30cm3,但由于其动涡盘可作高达9000~13000r/min的公转,所以它的总排量足够大,能满足车辆空调制冷的需求,当然压缩机的功耗也较大,可达4~7k W。

整车控制器VCU采集到空调A/C开关信号、空调压力开关信号、蒸发器温度信号、风速信号以及环境温度信号,经过运算处理形成控制信号,通过CAN总线传输给空调控制器,由空调控制器控制空调压缩机高压电路的通断,具体可参考图7-5。

汽车空调电动压缩机电路原理如图7-12所示,空调继电器控制压缩机12V低压电源(低压电源电压正常是空调压缩机控制器的通信信号传输及控制功能得以正常运行的可靠保证)。整车控制器VCU通过数据总线CANH、CANL与空调压缩机控制器相连接,再由压缩机控制器控制空调压缩机的高压电源线DC+与DC-通断。

高压互锁信号线在高压上电前确保整个高压系统的完整性,使高压电处于一个封闭的环境下工作,提高安全性。空调压缩机的高压线束与低压线束相互独立,线束的各个端子定义如图7-13和图7-14所示,高压端子B与DC+对应为高压电源正极,A与DC-对应为高压电源负极。

图7-12 汽车空调电动压缩机电路原理

图7-13 空调压缩机低压插接器

1-空调继电器 2、3-互锁信号 4-搭铁
5-CANH 6-CANL

图7-14 空调压缩机高压插接器

B-高压电+ A-高压电-

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈