发布于 05-26 16:29:20
电动汽车空调制冷循环系统的组成与传统车辆类似，由空调压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器及管路组成。只是空调压缩机改为电动形式的压缩机。
电动汽车空调驱动方式与传统汽车空调不同，采用电机驱动。电动汽车一般在电动空调压缩机上集成有压缩机控制器。空调压缩机控制器将高压直流电转换成三相交流电而驱动空调压缩机。电动压缩机上布置有高压插头和低压插头，压缩机本体上有制冷剂循环的进出管路。
暖风、通风与空调系统控制车辆内部温度及空气分配。如图5-1所示，系统包含有空调滤清器、空调箱总成、分配风道及控制系统。新鲜空气从空调滤清器总成流入空调箱总成内，通过鼓风机使空气流过整个系统。根据控制面板上的设置，空气被加热或冷却并通过分配风道，提供给仪表板、车门及地板上的出风口。
图5-1 电动空调系统结构布局和零部件
1—冷凝器；2—低压维修接头；3—高压维修接头；4—蒸发箱；5—电池冷却器；6—电动空调压缩机；7—空调管路
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荣威E50纯电动驱动车型上安装一种电子控制空调系统，在电子控制空调系统中，进气温度、出气温度、空气分配及鼓风机速度等功能都是手动选择的。与传统车辆上配置的暖风、通风与空调系统不同的是，该纯电动驱动车辆上配置的暖风、通风与空调系统使用的是电动空调压缩机和电加热器。
1．空调箱总成
空调箱总成按控制面板上所选择的模式控制温度并分配引导进来的新鲜空气或循环空气，安装在仪表板与前舱壁之间。空调箱总成内包括鼓风机、电加热模块、蒸发器芯体及控制风门。在空调箱总成的底部有个排水出口，用来将空调箱总成内的冷凝水排到车辆下方。在空调箱总成壳体上，安装一个新鲜循环空气风门，可以调整车内或车外空气作为循环风。
2．鼓风机
鼓风机安装在空调箱总成内，鼓风机由控制面板上的按键控制，通过位于前舱熔丝盒内的鼓风机继电器及鼓风机调速电阻控制。鼓风机调速电阻安装在鼓风机风扇空气出风口内，以利于鼓风机调速电阻散热。
3．电加热模块
电加热模块是高压电加热器和控制器，安装在空调箱总成内，用于向乘客舱提供暖风。
4．温度和分配控制系统
（1）循环控制空气风门。循环控制空气风门通过打开和关闭新鲜空气进气口和循环空气进气口来控制进气源。控制面板上的循环控制空气开关控制伺服电机驱动风门。
（2）混合风门。混合风门调节通过暖风芯体的空气流，以控制空调箱总成中空气的温度。混合风门连接到空调箱箱体中的芯轴上。混合风门由混合风门伺服电机控制。
（3）空气分配风门。空气分配风门用于控制脚部位置、前风窗玻璃/前侧窗和面部出风口的空气流。这些风门控制从混合风门到出风口的流量，在操纵杆机构和控制面板上的空气分配开关之间安装有模式伺服电机。
（4）空气分配管道。仪表板上的两侧和面部出风口各有一个空气分配管道。前风窗玻璃的空气分配管道集成在仪表板中。仪表板中的通风口总成使乘员可以控制吹向面部的空气流量和方向。每个通风口总成都集成了用以调节流量和控制方向的可移动叶片。
制冷系统将车辆内部的热量传递到外部大气中，以给空调箱总成提供除湿的凉爽空气。该系统由电动空调压缩机、冷凝器、热力膨胀阀（TXV）、空调管路和蒸发器组成。系统是一个填充R134a制冷剂作为传热介质的封闭回路。制冷剂中添加空调润滑油，以润滑电动空调压缩机的内部组件。如图5-2所示。
图5-2 电动空调制冷系统
A—液态制冷剂；B—气态制冷剂；1—蒸发器；2—TXV；3—空调压力传感器；4—高压维修接头；5—冷却风扇；6—过滤器；7—干燥剂；8—冷凝器；9—电动空调压缩机；10—低压维修接头
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为完成热量的传递，制冷剂环绕系统循环，在系统内，制冷剂经历两种压力/温度模式。在每一种压力/温度模式下，制冷剂改变其状态，在改变状态的过程中，吸收与释放最大限度的热量。低压/低温模式从TXV开始，经蒸发器到电动空调压缩机，在TXV内，制冷剂降低压力及温度，然后在蒸发器内改变其状态，从中温液态到低温蒸气，以吸收经过蒸发器周围空气的热量。高压/高温模式从电动空调压缩机开始，经冷凝器到TXV，制冷剂在通过电动空调压缩机时，增加压力及温度，然后在冷凝器内释放热量到大气中，并改变其状态，从高温蒸气到中高温液态。
上述制冷系统也参与电池系统的冷却，用于带走电池系统工作时产生的热量，将电池系统维持在一个良好的温度环境中工作。
1．电动空调压缩机
电动空调压缩机通过压缩来自蒸发器的低压、低温蒸气，并将其加载到冷凝器的高压、高温蒸气的方式，使制冷剂环绕系统循环。
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电动空调压缩机安装在减速器的安装支架下，通过高压电机驱动。该电动空调压缩机是一个定排量的压缩机，可以通过高压电机转速的变化向空调系统提供所需要的制冷剂量。电动空调压缩机见图5-3。
图5-3 电动空调压缩机
1—高压线束连接器；2—进气口；3—出气口；4—低压线束连接器
2．冷凝器
如图5-4所示，冷凝器将制冷剂的热量传递到周围空气中，以使来自电动空调压缩机的制冷剂蒸气转变成液态。冷凝器同时还通过其干燥模块去除制冷剂中的湿气及固态颗粒，并作为液态制冷剂的容器，以适应蒸发器内的热负荷的变化。
图5-4 冷凝器
1—调节腔室；2—干燥剂；3—过滤器；4—堵塞；5—热交换器；6—出液接口；7—进气接口；8—端部腔室
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由于冲击效应和/或冷却风扇的作用，通过流经热交换器的空气来吸收制冷剂的热量，将制冷剂由蒸气转变成液态。在制冷剂进入调节腔室前，冷凝器冷却并液化制冷剂。在调节腔室内，制冷剂内的大部分剩余气体被分离出来，制冷剂通过干燥剂及过滤器，以去除其中的湿气及颗粒物，进入次级冷却器部分。当制冷剂经过次级冷却器部分时，被进一步冷却，从而将冷凝器出口至蒸发器的制冷剂几乎100%转变为液态。
3．蒸发器
蒸发器安装在暖风机总成的进气口中，用于吸收外部进气或循环进气的热量。低压低温制冷剂在蒸发器中由液体变为蒸气，在该转变状态过程中会吸收大量热量。
4．膨胀阀
膨胀阀可调节制冷剂的流量，使制冷剂流量与通过蒸发器芯体的空气热负荷相匹配。热力膨胀阀安装在蒸发器的进口接口及出口接口上。该阀有一个铝制的壳体，壳体内有进口及出口通道。在进口通道内安装有计量阀，计量阀由连接在膜片上的热敏管控制。膜片顶部充有制冷剂，可感应蒸发器出口压力，而热敏管感应蒸发器出口温度。通过调整热力膨胀阀开度使得受力平衡，保证蒸发器出口的合适的过热度，达到制冷量与空气热负荷平衡。膨胀阀如图5-5所示。
图5-5 膨胀阀
1—膜片；2—壳体；3—计量阀；4—至蒸发器的进口通道；5—自蒸发器的出口通道；6—热敏管
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荣威E50车上安装有两个带电磁阀的热力膨胀阀，一个安装在空调箱总成上，是一个带常闭电磁阀的膨胀阀（图5-6）；另一个安装在电池冷却器总成上，是一个带常开电磁阀的膨胀阀（图5-7）。带电磁阀的热力膨胀阀能根据系统的需要将热力膨胀阀接通或断开，当膨胀阀被接通时，制冷剂可以流经膨胀阀；当膨胀阀被断开时，制冷剂就不能流动。
图5-6 安装在空调箱总成上的带常闭电磁阀的膨胀阀
图5-7 电池冷却器总成上的带常开电磁阀的膨胀阀
液态制冷剂流经计量阀，进入蒸发器。通过计量阀的限制使制冷剂的压力及温度降低，同时将制冷剂从固体粒子流变为精细的喷雾流，以改善蒸发效果。当制冷剂通过蒸发器时，吸收流经蒸发器芯体周围空气的热量，温度的增加使制冷剂蒸发并增加制冷剂的压力。
离开蒸发器的制冷剂的温度和压力作用在膜片及热敏管上，使膜片及热敏管移动，调节计量阀开度，从而控制通过蒸发器的制冷剂的量。流经蒸发器芯体的空气越热，可用来蒸发制冷剂的热量就越大，从而允许更多的制冷剂通过计量阀。
5．空调压力传感器
压力传感器作用如下。
（1）监视空调系统制冷剂压力，以调节电动空调压缩机转速。
（2）如果制冷剂压力超过指定值时，则关闭电动空调压缩机。
（3）监视空调系统制冷剂压力，以调节PWM冷却风扇转速。
如果空调压力超过关闭压力的阀值时，电动空调压缩机就会关闭。
由于电动空调压缩机是由制冷剂中悬浮的润滑油润滑，如果系统中的制冷剂压力最小从而使制冷剂和润滑油最少时，应防止电动空调压缩机运行。当制冷剂压力增大到需要额外的冷凝时，VCU使冷却风扇继电器单元接地，以请求相应的冷却风扇转速。
