电动汽车空调系统的工作原理

2020年5月3日 评论 641 1708字

对于空调系统来收,电动汽车与传统汽车在系统构成上存在着差别,不同类型的电动汽车又有不同的特点。本文主要介绍纯电动汽车空调系统的工作原理。

纯电动汽车没有发动机作为空调压缩机的动力源,也没有发动机余热可以利用以达到取暖、除霜的效果。燃料电池电动汽车也没有发动机作为空调压缩机的动力源,但是燃料电池发动机可以产生比较稳定的余热。

对于混合动力电动汽车来说,发动机由其控制策略决定不能随时作为制冷压缩的动力源。汽车空调对车厢内部空气的调节首要的是调节空气的温度,通过制冷来降低空气温度。

根据电动汽车的特点,对于电动汽车来说目前可以选择的制冷空气调节方式主要有热电式制冷、电动压缩机制冷、余热制冷。其中余热制冷可以考虑在燃料电池电动汽车上采用。

电动汽车空调系统:制冷系统

电动汽车空调系统的工作原理

半导体制冷又称为热电制冷,是固态制冷技术,它不用制冷剂,没有运行件。其热电堆起着压缩式制冷压缩机的作用,冷端及其热交换器则相当于压缩式制冷蒸发器,而热端及其热交换器相当于冷凝器。通电时自由电子和空穴在外电场的作用下,离开热电堆的冷端向热端移动,相当于制冷剂在压缩机中的压缩过程。在电热堆的冷端,通过热交换器的吸热,同时产生电子-空穴对,相当于制冷剂在蒸发器内的吸热和蒸发。在电热堆的热端,发生电子-空穴对的复合,同时通过热交换器散热,相当于制冷剂在冷凝器中的发热和凝结。

热电空气调节具有以下特点:热电元件工作需要直流电源;改变电流方向即可产生制冷、制热的逆效果;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1min,制冷片就能达到最大温差;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;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;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。

电动汽车空调系统:暖风系统

电动汽车空调系统的工作原理

燃油汽车空调系统的暖风热源主要由发动机冷却液提供,而电动汽车的暖风系统与之不同。 电动汽车空调系统暖风常见的方案如下:

①热泵。由传动带驱动的直流无刷电动机的电动汽车热泵式空调系统工作原理如图所示。空调系统的制冷/制热模式由四通换向阀转换,实线箭头表示制冷工况,虚线箭头表示制热工况。从原理上讲,该系统与普通的热泵空调并无区别,但是用于电动汽车上,其专门开发了双工作腔滑片压缩机、直流无刷电动机和逆变器控制系统。在热泵工况下,系统从融霜模式转为制热模式时,风道内换热器上的冷凝水将迅速蒸发,在风窗玻璃上结霜,影响驾驶的安全性。

②PTC电加热器。PTC电加热器是采用PTC热敏电阻元件为发热源的一种加热器。PTC热敏电阻通常是用半导体材料制成的,它的电阻随湿度变化而急剧变化,当外界温度降低,PTC电阻值随之减小,发热量反而会相应增加。按材质可以分为陶瓷PTC热敏电阻和有机高分子PTC热敏电阻。用于空调辅助电加热器的是陶瓷PTC热敏电阻。PTC热敏电阻元件因具有随环境温度高低的变化,其电阻值随之增加或减小的变化特性,所以PTC加热器具有节能、恒温、安全和使用寿命长等特点。

电动汽车空调系统:热泵式空调系统原理

电动汽车空调系统的工作原理

空调辅助电加热器可以分为粘接式陶瓷PTC加热器和金属PTC管状加热器。粘接式陶瓷PTC加热器是将多个陶瓷PTC芯片及铝波纹散热片用耐高温树脂胶粘接在一起的加热器,其散热性好,电气性能稳定。其中粘接式陶瓷PTC加热器又分为加热器表面带电型和加热器表面不带电型。

金属PTC管状加热器采用进口镍铁合金丝为发热材料,发热管外镶铝散热片,其散热效果非常好。加热器配用温度控制器和热熔断器,使产品使用更安全可靠。这种加热器具有PTC材料的良好特性,一些空调均采用此类加热器作为辅助加热。

③余热+辅助PTC。利用大功率器件(功率变换、驱动电机、电机控制器等)工作时产生的热量,对车内环境进行热交换。当热量不足时,启用辅助PTC加热器。

电动汽车成为重要的代步工具,空调制冷制热方面在购车时也都是我们选车的重要环节,毕竟制冷制热也是需要耗电的。

来源:热管理

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  • 本文由 发表于 2020年5月3日
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