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電動汽車空調系統的工作原理

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發布:liuxianglong 來源: 熱管理
PostTime:19-4-2020 10:13
電動汽車與傳統汽車在系統構成上存在著差別,不同類型的電動汽車又有不同的特點。純電動汽車沒有發動機作為空調壓縮機的動力源

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電動汽車與傳統汽車在系統構成上存在著差別,不同類型的電動汽車又有不同的特點。純電動汽車沒有發動機作為空調壓縮機的動力源,也沒有發動機余熱可以利用以達到取暖、除霜的效果。燃料電池電動汽車也沒有發動機作為空調壓縮機的動力源,但是燃料電池發動機可以產生比較穩定的余熱。接下來電動邦小編就給大家介紹一下電動汽車空調系統的工作原理。

對于混合動力電動汽車來說,發動機由其控制策略決定不能隨時作為制冷壓縮的動力源。汽車空調對車廂內部空氣的調節首要的是調節空氣的溫度,通過制冷來降低空氣溫度。根據電動汽車的特點,對于電動汽車來說目前可以選擇的制冷空氣調節方式主要有熱電式制冷、電動壓縮機制冷、余熱制冷。其中余熱制冷可以考慮在燃料電池電動汽車上采用。

電動汽車空調系統:制冷系統

半導體制冷又稱為熱電制冷,是固態制冷技術,它不用制冷劑,沒有運行件。其熱電堆起著壓縮式制冷壓縮機的作用,冷端及其熱交換器則相當于壓縮式制冷蒸發器,而熱端及其熱交換器相當于冷凝器。通電時自由電子和空穴在外電場的作用下,離開熱電堆的冷端向熱端移動,相當于制冷劑在壓縮機中的壓縮過程。在電熱堆的冷端,通過熱交換器的吸熱,同時產生電子-空穴對,相當于制冷劑在蒸發器內的吸熱和蒸發。在電熱堆的熱端,發生電子-空穴對的復合,同時通過熱交換器散熱,相當于制冷劑在冷凝器中的發熱和凝結。

熱電空氣調節具有以下特點:熱電元件工作需要直流電源;改變電流方向即可產生制冷、制熱的逆效果;熱電制冷片熱慣性非常小,制冷時間很短,在熱端散熱良好、冷端空載的情況下,通電不到1min,制冷片就能達到最大溫差;調節組件工作電流的大小即可調節制冷速度和溫度,溫度控制精度可達0.001℃,并且容易實現能量的連續調節;在正確設計和應用條件下,其制冷效率可達90%以上,而制熱效率遠大于1;體積小、重量輕、結構緊湊,有利于減小電動汽車的整備質量;可靠性高、壽命長并且維護方便;沒有轉動部件,因此無振動、無摩擦、無噪聲且耐沖擊。

電動汽車空調系統:暖風系統

燃油汽車空調系統的暖風熱源主要由發動機冷卻液提供,而電動汽車的暖風系統與之不同。 電動汽車空調系統暖風常見的方案如下:

①熱泵。由傳動帶驅動的直流無刷電動機的電動汽車熱泵式空調系統工作原理如圖所示。空調系統的制冷/制熱模式由四通換向閥轉換,實線箭頭表示制冷工況,虛線箭頭表示制熱工況。從原理上講,該系統與普通的熱泵空調并無區別,但是用于電動汽車上,其專門開發了雙工作腔滑片壓縮機、直流無刷電動機和逆變器控制系統。在熱泵工況下,系統從融霜模式轉為制熱模式時,風道內換熱器上的冷凝水將迅速蒸發,在風窗玻璃上結霜,影響駕駛的安全性。

②PTC電加熱器。PTC電加熱器是采用PTC熱敏電阻元件為發熱源的一種加熱器。PTC熱敏電阻通常是用半導體材料制成的,它的電阻隨濕度變化而急劇變化,當外界溫度降低,PTC電阻值隨之減小,發熱量反而會相應增加。按材質可以分為陶瓷PTC熱敏電阻和有機高分子PTC熱敏電阻。用于空調輔助電加熱器的是陶瓷PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻元件因具有隨環境溫度高低的變化,其電阻值隨之增加或減小的變化特性,所以PTC加熱器具有節能、恒溫、安全和使用壽命長等特點。

電動汽車空調系統:熱泵式空調系統原理

空調輔助電加熱器可以分為粘接式陶瓷PTC加熱器和金屬PTC管狀加熱器。粘接式陶瓷PTC加熱器是將多個陶瓷PTC芯片及鋁波紋散熱片用耐高溫樹脂膠粘接在一起的加熱器,其散熱性好,電氣性能穩定。其中粘接式陶瓷PTC加熱器又分為加熱器表面帶電型和加熱器表面不帶電型。

金屬PTC管狀加熱器采用進口鎳鐵合金絲為發熱材料,發熱管外鑲鋁散熱片,其散熱效果非常好。加熱器配用溫度控制器和熱熔斷器,使產品使用更安全可靠。這種加熱器具有PTC材料的良好特性,一些空調均采用此類加熱器作為輔助加熱。

③余熱+輔助PTC。利用大功率器件(功率變換、驅動電機、電機控制器等)工作時產生的熱量,對車內環境進行熱交換。當熱量不足時,啟用輔助PTC加熱器。

關于電動汽車空調系統的工作原理的內容介紹到這里就結束了。電動汽車成為重要的代步工具,空調制冷制熱方面在購車時也都是我們選車的重要環節,畢竟制冷制熱也是需要耗電的。

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