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摘要:對新能源汽車的電動空調控制系統及其實現進行分析,分析其制冷和制熱操作的相關原理,研究電動空調控制系統中空調運行控制的實現,就新能源汽車的電動空調控制系統發展趨勢進行展望。
關鍵詞:新能源汽車;電動空調;控制系統;實現
1新能源汽車電動空調溫度和分配控制
1.1循環控制空氣風門為了有效調控車內的溫度,新能源汽車設置的循環控制空氣風門可以交換外面的新鮮空氣,通過進氣口的打開和閉合實現有效的循環控制。在汽車控制面板中,設有循環控制空氣開關控制伺服電機,以達到對于進氣口風門的控制。
1.2混合風門混合風門主要是通過暖風芯體空氣流的控制,達到對空調箱空氣溫度的控制,這一風門是直接連接到空調箱箱體中的心軸上,依靠混合風門伺服電機實現控制。
1.3空氣分配風門分配風門主要是用來控制汽車的腳步位置、前擋風玻璃、前側窗以及面部出風口的空氣流。空氣分配風門對混合風門的出風口空氣流量大小進行控制,這一控制的伺服電機主要是在操作桿機構和控制面板上。
1.4空氣分配管道在汽車的儀表板兩端及面部出風口中都安裝有空氣分配管道,前擋風玻璃的空氣分配管道集成在儀表板上。在儀表板中的通風口總成能夠實現對其他空調出風口空氣流量及空氣風向的控制,各個通風口總成都集成了用來調節流量和方向的葉片,這些葉片可以上下調節,達到對空調出風口風向的控制。
2冷熱空調電路原理
2.1電動冷空調控制在新能源汽車的空調開關啟動后,啟動信號經由空調控制器,控制器對壓力開關進行檢測,待空調管路中的壓力達到適當數值時,壓力開關就能實現吸合操作。在總正接觸器吸合后,再高壓向空調壓縮機控制器進行傳送。空調壓縮機控制器把輸入的兩相直流電轉換為三相直流電輸送給電動空調壓縮機,與此同時,對壓縮機的工作進行控制。電動空調各組成部件多使用高壓橡膠管和銅管(鋁管也可)連接,形成了一個密閉的環境系統,確保內部空氣不受外界空氣的影響。當汽車的電動空調進行制冷作業時,制冷劑在密閉系統中內循環流動狀態也會發生一定的變化。
2.2電動熱空調原理在新能源汽車中打開暖風空調,開關閉合后,空調控制器接受啟動信號并對熱敏電阻進行檢測,在PTC溫度小于95℃的情況下,熱敏電阻得以疏通,此時空調控制器將疏通信號向PTC傳遞,實現PTC的吸合。在電動空調的分電盒內,總正接觸器、暖風接觸器吸合后,74V電源傳遞給PTC加熱器,當空調箱中更多空氣溫度上升到95℃后,溫度控制開關才斷開,此時空調接觸器不再向外輸出信號,而空調的暖風接觸器要斷開了,暖風關閉。
3空調運行控制的實現
3.1進氣方式控制控制電動空調的進氣方式,只需要在控制面板中查找空氣循環模式按鈕,也可以在LCD空調系統界面中的車內循環模式按鈕中點擊操作,當LCD空調系統界面中的內循環模式觸摸鍵被按壓點擊后,循環控制電機就會帶動空調箱總成中的控制風門,對空氣進氣口進行閉合操作,并打開循環空氣進氣口。當第二次點擊控制面板中查找空氣循環模式按鈕或LCD空調系統界面中的車內循環模式按鈕時,內循環模式觸摸鍵圖標高亮消失,同時外循環模式觸摸鍵高亮,這時循環控制電機轉動暖風機總成中的控制風門,打開新鮮空氣進氣口,關閉循環空氣進氣口,循環控制電機控制風門切換到外循環模式。
3.2鼓風機速度控制鼓風機的速度對于電動空調的出風口風量大小進行控制,鼓風機控制模塊將鼓風機的電源輸出端連接到不同的接地端,從而產生相應不同的鼓風機運行電壓,實現空調風量控制。鼓風機控制模塊最多可提供整個蓄電池電壓給鼓風機,使其以最大速度運行。
3.3空氣溫度控制在汽車的控制面板中找到升溫按鍵、降溫按鍵或LCD空調系統界面的升溫觸摸鍵、降溫觸摸鍵,通過操縱暖風機總成上的暖風機混合風門伺服電機,實現對于電空調壓縮機或空調箱加熱模塊的有效控制。混合風門改變流經空調箱和空調箱加熱模塊芯體的空氣比例。
3.4空氣分配控制在汽車控制面板空氣分配模式按鍵或LCD空調系統界面上的4個相應觸摸鍵進行點擊操作,實現對操縱模式風門伺服電機轉動空調箱總成中的空氣分配風門,保證乘客艙周圍相應的出風口的空調風量和風向的控制。
4新能源汽車電動空調控制系統的未來發展趨勢
新能源汽車將是未來汽車行業的發展趨勢。新能源汽車雖然不用燒油,但是其續航里程、快速充電問題,一直是消費者比較關注的,目前一些高端純電動汽車綜合續航里程只可達400km以上。一般的車型只能達到300km以上,只要不經常跑長途,純電動汽車還是很有誘惑力的。從實際用車的情況來看,純電動車型還有很多現實問題無法回避。比如,冬季制熱,車內要開暖風時,空調制熱會不會影響實際續航里程呢?與燃油汽車不同,燃油汽車空調可借助發動機的動力和余熱。而新能源汽車沒有多余的熱量,制熱通常是使用PTC加熱器,效能比較低。正常情況下,純電動汽車空調制冷會降低汽車續航里程的1/3,冬季制熱續航里程大約會減少1/2。估算來看,一輛綜合續航300km的純電車型,開著暖風大約只能行駛150km左右的路程。新能源汽車空調使用影響續航里程,這對于長途行駛而言是個硬傷。隨著汽車技術水平的不斷提升,一些新型的空調系統也應運而生,能夠實現節能高效的制熱和制冷,熱泵空調系統就是其中之一,它在制熱方面具有PTC電加熱無法比擬的高效特性。新能源汽車空調系統和傳統燃油汽車空調系統工作原理相同,只是空調壓縮機的驅動方式及暖風產生方式有所不同。新能源汽車采用高壓電動空調壓縮機,由動力電池驅動,暖風通常采用電加熱方式,電加熱方式有兩種:一種是通過加熱冷卻液,再經過循環為暖水箱提供熱量。另一種是直接加熱經過蒸發箱的空氣實現暖風。新能源汽車空調系統電動壓縮機通過高壓電驅動,電動空調壓縮機通過壓縮來自蒸發器的低壓、低溫蒸汽,將其加壓到冷凝器,使制冷劑環繞系統循環。PTC加熱器采用PTCR熱敏陶瓷元件,由若干單片組合后與波紋散熱鋁條經高溫膠黏結合而成,具有熱阻小、換熱效率高的優點,未來有望成為電動汽車空調的發展趨勢。
5結語
新能源汽車的發展前景廣闊,具有獨特的優勢。為推動新能源汽車盡快走向市場,汽車技術研發部門要不斷提升技術水平,提升系統控制能力,以電動空調為例,通過制冷和制熱的有效控制,提升汽車性能。
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作者:孫小霞 單位:景德鎮學院