关于电动汽车空调改装探讨

关于电动汽车空调改装探讨谷丰北京汽车新能源汽车有限公司，北京102606摘要针对纯电动汽车空调在传统汽车空调基础上的改装，结合其工作原理及改装方法进行一定的分析说明，提出对传统汽车空调电动化改装的基本思路。关键词电动汽车；电动空调；改装中圉分类号U463851文献标识码A文章编号10038639201110001804DISCUSSIONONREFITTINGAIRCONDITIONERONEVSGUFENGNEWENERGYAUTOMOBILECO，LTD，OFBAICMOTOR，BEIJING102606，CHINAABSTRACTBASEDONTHEANALYSISANDEXPLANATIONOFITSWORKINGPRINCIPLEANDREFITTINGMETHOD，THEAUTHORPRESENTSTHEBASICTHINKINGOFELECTRICREFITOFAIRCONDITIONERONTRADITIONALVEHICLESKEYWORDSEV；ELECTRICAIRCONDITIONER；REFIT电动汽车的开发是目前汽车的发展趋势，同时也是各大车厂对新技术的投入重点之一。主要做法是将现有成熟的传统动力汽油、柴油车辆进行电动化改装，使其具备使用电能作为全部动力源的特点。而空调的部分也出现同样的需求。本文针对传统车不同类型的空调系统的电动化改装情况进行初步分析。1目前国内汽车空调的分类与工作原理简述11汽车空调的分类1按汽车空调操作系统的配置，车用空调主要可分为手动空调、手动电控空调、自动空调等。目前在业内主要采用此分类形式。手动空调系统中，电子部分最为简单，成本低，可靠性相对也较高，但由于机械传动结构操1ZHVACHEATINGVENTILATIONAIRCONDITIONINGANDCOOLING，即暖通空调，本文中特指车内空调器总成风门，操作手感不易控制，ACAIRCONDITIONING，本文中指空调压缩机启动开关、风速、温度及出风方向等全部功能均需操作人员手动控制，目前多用于低端车型，市场占有率最大。手动电控空调虽依旧需要操作人员手动控制全部空调功能，但HVAC包含电动伺服机构可将操作阻力屏蔽在电动伺服机构层面，操作手感易于控制在较高的水准上。同时，功能指令由单片机采集、输出，可实现多种功能的联动。手动电控空调常用于乘用车及较高端商用车。成本高于手动空调，但低于自动空调。自动空调系统与手动电控空调相比配置了更多传感器需额外采集车外温度、驾驶舱温度、阳光照度等，同时具备AUTO空调全自动调节功能，自行运算确定此时此刻适宜的车内环境，成本最高，目前常用于豪华车型或普通车型的豪华配置版本。2按汽车空调的功能划分，车用空调包括暖风机、制冷机、冷暖空调等几大类。严格来说，其中暖风机与制冷机并不能做到温度、湿度、风速等的全方位调节但由于在一定程度上具有控制车内空气品质的能力在一定程度上也可统一归为汽车空调大类。12汽车空调工作原理简述目前传统汽车空调系统的工作原理一般为制冷与制暖分立。制冷系统部分以气态制冷剂由压缩机压缩为液态后，经过膨胀阀，回归气态，并在此过程吸收掉大量热量。在HVAC内，吸热过程主要在蒸发器中完成，被吸收大量热量的低温空气再由风机吹出与驾驶舱内进行热交换，降低车厢内气温。空调压缩机的动力即为发动机运转输出，会直接消耗小部分发动机动力。而制热方式，主要利用车辆余热，将发动机散热水引入HVAC的暖风芯体，加热周围空气，再经由风机将热空气吹出。基于此种工作原理传统车辆在车辆发动机未起动的前提下。空调系统是不能够进行制冷、制热工作的，只能使风机运转，作为“电扇”使用。修改稿收稿日期20110711作者简介谷丰1985一，男，本科，助理工程师，主要从事纯电动汽车、混合动力汽车的空调及电气部件开发匹配。I穗汽车电器2O11年第10期223控制逻辑不同控制逻辑与原传统车相比，也有很大程度的不同。传统汽车空调侧重对制冷系统的控制，单独设置AC启动功能，对于制热状态一般只是单纯利用温度风门限制混风比例，对暖风芯体本身温度不加控制部分豪华车型可采集并控制水阀调节暖风芯体温度。而电动汽车需要将制热功能的开启与停止单独把控，其重要度的权重与制冷系统相同。如何平衡制冷与制热两项功能的引入与切换，并做到最充分的能源利用，成为关键点。3电动汽车空调控制系统改装基于传统车辆空调控制系统的电动化改装，其改装的目的在于使现有传统车空调系统适合于以电池为动力源的纯电动汽车，达到与传统车相同的使用效果，并尽可能做到对能源的节省和充分利用。以下是对3种常见空调系统的改装分析。31手动空调系统电动化改装手动空调系统是最简单、最基础的空调系统一切工作除系统保护均需要操作者手动完成，且HVAC不能实现多种功能联动。1需要将制冷部分的具体执行权交给整车控制器来完成，在人工选择开启压缩机时，由整车控制器分析此时对于车辆来说是否允许启动压缩机。控制元素包括SOCSTATEOFCHARGER，即电池的荷电状态、是否急加速、压力传感器状态、蒸发器表面温度等。2制热的功能要求需单独提出以此来控制独立制热设备的启动与停止。此功能的引入，可独立设置开关按钮，当然也可以将开关整合至温度调节旋钮中，如在温度旋钮制热端设置微动开关，当温度旋钮旋至制热端某位置时加热装置开始工作。加热开启请求需首先发至VCUVEHICLECONTROLUNIT，整车控制器，再经由VCU给出动作指令，在VCU的协调下，避免加热设备与压缩机同时开启造成电负荷过大及能源浪费。3对于制热功能，需在控制器中增加指示灯，提示此时制热是否已开启。目前国内外并无法规标准对此进行强制，建议设计为黄色与电加热后除霜相同4部分外围电路的增加。首先要考虑附加PCB的布置位置，如不能在原控制器内整合、安置。则需外挂到控制器外某适合的空间如中控台其它预留按键，同时要考虑对电路板的保护。但在实际改装中，必须考虑手动结构的制造及安装工艺，大部分依靠钢丝拉线操控风门的低端车型在安装及使用过程中极易出现拉线安装不到位或拉线旋钮回弹现象，无法保证对开关的有效施溪穗汽车电器2O11年第10期力，从而造成功能不能实现。我公司的某款采用钢丝拉索控制器的低端车型，即因此原因放弃在控制器内或HVAC综合控制盘动作范围内设置微动开关，而在中控台独立安置EWC按键。此按键将P1NC请求信号输入至VCU，得到允许后，功能启动并反馈至按键指示灯32手动电控空调系统电动化改装手动电控空调系统的制冷、制热工作原理与手动空调是完全一致的，区别在于将控制HVAC风门的执行机构由拉线控制变为伺服机构伺服电机或步进电机。同时，控制器由单纯的机械结构变为基于单片机的电子控制方式，即可实现软件层的联动控制与部分功能的自主控制。1在电动化改造中基本思路与手动空调是相同的，优点在于各种功能间并无严格的独立性，且新的功能可以融人现有的按键或旋钮，依靠程序进行输入，达到“一键多能”。如将温度调节按键旋钮设置为制热操作达到某一程度时，开启制热设备，同时使压缩机停止工作。此流程均可由控制器自行完成。2对于制热功能，也可独立设置按键。在原空调控制器配有预留键时可直接将预留上的空键位设置为制热启动；若无预留键位，则可以考虑将原空调控制器中某相对次要功能键改为所需的制热启动，如OFF键0FF功能可整合至风量，即风量减弱为零时，空调系统停机、内外循环键可整合为一个按键，由按键标识及指示灯共同确认所处状态等。一般制热与制冷系统不允许同时开启，以免造成不必要的电能浪费。此功能同样可由VCU采集后进行协调。3针对控制器通信问题，原车型可能为硬线连接，并不包含总线通信。而目前电动汽车一般采取整车控制器CANBUSCONTROLLERAREANETWORK总线协议通信。空调控制器向其它控制单元收发信号需配合CANBUS做出适配，使其端口及报文内容可被相关控制单元利用，避免出现通信不畅的问题。对此，通信协议的校核至关重要。33自动空调系统电动化改装自动空调由于配备多种传感器，同时具备相当的自动调节功能。使空调系统在自主控制方面有了强大的主动性