电动汽车空调系统

电动汽车空调系统

电动汽车空调系统学习目录1学习目标2情景导入3知识提升4项目小结5思考测试

电动汽车空调系统学习目标能力目标

能进行电动压缩机拆装和电路检测；能进行鼓风机电路检测；

能列出电动汽车空调系统的常见故障，并分析故障原因素养目标通过查询资料养成使用汽车维修手册的自主学习习惯；通过完成实训工作任务，培养规范操作意识和安全生产意识（尤其是高压部分的安全操作）。知识目标掌握电动汽车空调系统的主要组成部件和安装位置；掌握制冷系统、供暖系统等的结构和工作原理。

一辆比亚迪秦ProEV在行驶过程中空调突然不制冷，经初步检查，出风口有自然风送出，请分析、排除故障。假设你是维修技师，请完成检修任务，并回答客户提出的问题。情景导入知识提升主要内容1.电动汽车空调系统结构特点2.电动汽车空调系统工作原理3.电动汽车空调系统主要部件结构原理知识提升一、电动汽车空调系统的结构1.电动汽车空调系统的结构特点电动汽车空调与常规汽车空调相比，主要区别在于电动压缩机及PTC（正温度系数PositiveTemperatureCoefficient的缩写）半导体材料电制热。电动汽车的压缩机为电动压缩机，其驱动靠高压驱动（如比亚迪秦ProEV电动汽车为434V），其转速调节范围在0～4000r/min，具有良好的制冷效果，同时也可节约电能。

知识提升一、电动汽车空调系统的结构2.电动汽车空调系统的组成以比亚迪秦ProEV为例，其空调系统由制冷、供暖、通风和控制等部分组成。

（1）制冷系统

制冷系统主要由空调驱动器、电动压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器五大部件组成（图4-1），辅助设备有制冷管路、储液干燥器等。图4-1比亚迪素ProEV空调制冷系统

温馨提示:比亚迪秦ProEV空调制冷系统的组成请扫视频4.1二维码观看。知识提升一、电动汽车空调系统的结构2.电动汽车空调系统的组成

（2）

供暖系统

供暖系统主要由空调驱动器、PTC加热器等组成。

（3）通风系统

通风系统主要由鼓风机、通风管道等组成。

（4）

控制系统

控制系统主要由车外温度传感器、车内温度传感器、日光照射传感器、蒸发器温度传感器、PTC温度传感器、PTC一次性熔断器、PTC温度控制开关、调速模块、三态压力开关、内外循环电动机、主驾冷暖电动机、副驾冷暖电动机、空调控制器。部分组件在车上的位置如图4-2所示，其组成框图如图4-3所示。图4-2比亚迪秦ProEV空调系统在车上的位置知识提升一、电动汽车空调系统的结构2.电动汽车空调系统的组成

（2）

供暖系统

供暖系统主要由空调驱动器、PTC加热器等组成。

（3）通风系统

通风系统主要由鼓风机、通风管道等组成。

（4）

控制系统

控制系统主要由车外温度传感器、车内温度传感器、日光照射传感器、PTC一次性熔断器、PTC温度控制开关、调速模块、三态压力开关、内外循环电动机、主驾冷暖电动机、副驾冷暖电动机、空调控制器。部分组件在车上的位置如图4-2所示，其组成框图如图4-3所示。图4-3比亚迪素ProEV空调系统组成框图知识提升一、电动汽车空调系统的结构2.电动汽车空调系统的组成

电动压缩机

比亚迪秦ProEV采用电动压缩机，取消了传统汽车的外驱式带轮，改为电动机驱动。

电动机一般与压缩机组装为一体，并集成有变频器，形成全封闭的结构。其内部结构示意图如图4-4所示。该电动压缩机型号为BC28A，外观如图4-5所示。其功能如下:1)负责制冷剂蒸气的压缩和输送。2)将机械能转换为热能。3)驱动和建立压力差。图4-4

电动压缩机内部结构示意图图4-5电动空调压缩机外观信息收集一、电动汽车空调系统的结构2.电动汽车空调系统的组成

涡旋式压缩机包括一个定涡盘和一个动涡盘，如图4-6所示。这两个相互啮合的涡盘，其线形是相同的，它们相互错开180°安装在一起，即相位角相差180°。其定涡盘是固定在机架上，而动涡盘由电动机直接驱动。

在压缩机整个工作过程中，所有工作腔均由外向内逐渐变小且处于不同的压缩状况，从而保证涡旋式压缩机能连续不断地吸气、压缩和排气。

图4-6涡旋式压缩机

温馨提示:电动空调压缩机拆装请扫视频4.2二维码观看信息收集一、电动汽车空调系统的结构2.电动汽车空调系统的组成

永磁同步电机及其变频器

电动压缩机的变频器使用了六个IGBT场效应管，IGBT场效应管的导通或截止(受控于其上的栅极电压)造成IGBT的源极与漏极间的通路或断路状况。如图4-7所示，当六个IGBT的栅极按一定规律轮流加上占空比脉冲调制控制电压时，就会让蓄电池的直流高压电流经过变频器在输出端形成三相正弦交流电流，利于三相永磁同步电动机平稳运转，产生的转矩以驱动空调压缩机。图4-7中与IGBT场效应管并联的二极管是电动机三相绕组的续流二极管信息收集一、电动汽车空调系统的结构2.电动汽车空调系统的组成

栅极驱动电路对各IGBT的栅极进行控制，它接收中央处理器的信号，当它给各栅极进行脉冲宽度调制时，将使输出电路得到正弦波的电压。通过IGBT的通断频率还可控制空调压缩机的转速，同时它还受保护电路的监控。空调变频器的系统电路如图4-8所示。图4-8空调变频器的系统电路知识提升二、电动汽车空调系统的工作原理1.制冷系统的工作原理（图4-11）

空调电动压缩机将气态制冷剂（如R134a）从蒸发器抽出并压入冷凝器。在冷凝器中，高压气态制冷剂液化释放热量，由外部空气带走。高压液态制冷剂经膨胀阀降压后，在蒸发器内气化吸热，使流经蒸发器的空气冷却，再由鼓风机送入车厢。随后，气态制冷剂被压缩机重新抽回，形成封闭循环，从而持续将车内热量排出，实现降温。

图4-11空调制冷原理

2.供暖原理(图4-12)

供暖系统采用空调驱动器驱动PTC加热器制热，通过鼓风机吹出的空气将PTC散发出的热量送到车厢内或风窗玻璃，用以提高车厢内温度和除霜。

图4-12空调制热原理

信息收集6.2电动汽车空调系统的信息收集3.电动汽车空调系统主要部件结构原理（3）PTC加热器

电动汽车空调的供暖系统热源采用PTC电加热器。它通常由半导体材料制成，其电阻随温度变化而急剧变化，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，所以PTC加热器具有节能、恒温、安全和使用寿命长等特点。图6-10比亚迪秦ProEV电动汽车空调PTC加热器知识提升三、电动汽车空调系统的常见故障结合比亚迪秦ProEV的结构与工作原理，对空调系统常见故障进行分析，见表4-1。表4-1空调系统常见故障分析项目小结

1.电动汽车空调与传统汽车空调相比较，主要区别在于电动压缩机及PTC半导体材料电制热。

2.电动压缩机中的变频器将动力蓄电池的高压直流电转换为三相交流电，从而驱动空调压缩机。

3.通过控制永磁同步电动机定子各相绕组的通电频率及电流大小，可实现对电动机转子转速与转矩的高精度调节。项目小结

4.PTC加热电阻随温度变化而变化，当外界温度下降，PTC电阻值随之减小，发热量反而会相应增加，PTC加热电阻具有恒温、安全和节能以及使用寿命长等特点。

5.PTC电加热器低压控制部分由空调控制器经总线控制，而PTC水加热采用的是高压系统。

6.电动汽车空调的常见故障有不制冷、制冷不足、空调异响、无暖风等。思考

测试思考题：