新能源汽车技术课件6.3新能源汽车电动空调系统

新能源汽车技术六、新能源汽车的辅助系统1目录

六、新能源汽车的辅助系统

6.1新能源汽车辅助系统构成6.2新能源汽车真空助力制动系统6.3新能源汽车电动空调系统6.4新能源汽车电动转向系统6.5新能源汽车电动冷却系统

2传统汽车与电动汽车空调系统的区别36.3新能源汽车电动空调系统电动汽车没有发动机的余热可以利用，需要采用热泵型空调系统或辅助加热器；电动空调压缩机可以采用电机直接驱动，但对压缩机高转速性和密封性要求较高。电动汽车空调机车内环境主要特点电动汽车空调装置结构中的各个零部件具有足够的抗振动冲击能力和良好的系统气密性能。要求空调具有快速制冷、制热和低速运行能力。压缩机工作效率高，控制可靠性高，维护方便。汽车车身隔热层薄玻璃面积大，隔热性能差，致使车内漏热严重。车内设施高低不平且有座椅，气流分配组织困难，难以做到气流分布均匀。电动汽车空调能量利用率高压缩机工作效率高可靠性高、维护方便123优点：46.3新能源汽车电动空调系统电动汽车空调耗电量大，对电池要求高相对热负荷较大无法利用发动机余热取暖123缺点：56.3新能源汽车电动空调系统电动汽车空调电加热空调系统电动热泵式空调系统121、电动汽车制热系统66.3新能源汽车电动空调系统1）电加热空调系统76.3新能源汽车电动空调系统目前一般电动汽车上制热由专门加热装置来实现，用的比较多的电加热方式为PTC加热。对应的制冷系统实现通过采用电动压缩机取代机械式压缩机即可实现。PTC：正的温度系数，泛指温度系数很大的半导体材料或元器件。运用：丰田Prius采用该种方案，空调位电动空调，暖风为PTC暖风，制冷制热迅速。该空调系统可以在发动机不起动的情况下正常运行，满足成员的舒适性要求。2）热泵空调系统86.3新能源汽车电动空调系统热泵空调的制热工作原理：1.蒸发器从环境中吸取热量进入热泵系统；2.压缩机压缩制冷剂升温成为高温高质工质；3.高温高压工质经四通阀进入车内换热器与舱内空气换热；4.加热后的空气经空调鼓风机被送入车厢内；5.高压工质经膨胀阀成为低温低压气体完成循环。3）电加热空调与热泵空调系统的对比96.3新能源汽车电动空调系统一般可以用所转换热量与输入能量之间的比值COP（能效比）来衡量空调器性能的好坏，COP越高说明空调的转化效率越高、越节能。PTC制热的COP仅为1，而热泵制热时的最低理论COP也高于1，在实际中一般可以达到2-4，即相同能耗下产生的热量是PTC的2-4倍。当前热泵空调还存在的主要难点是室外换热器的结霜问题，在环境温度低于0℃且小于湿空气露点温度时换热器表面在短时间内就会被霜层覆盖从而降低冷却液与空气间的换热系数，这样无法充分利用热源致使实际COP较低，因此实际装车往往会配备辅助PTC加热器。电动汽车空调电动压缩机制冷热电制冷余热制冷1232、电动汽车制冷方式106.3新能源汽车电动空调系统1）电动压缩机制冷空调系统定义：电动压缩机制冷系统利用蓄电池组的直流电，经逆变器为空调压缩机驱动电动机供电，带动压缩机旋转，形成制冷循环，产生制冷效果。116.3新能源汽车电动空调系统1）电动压缩机制冷空调系统对比：电动压缩机制冷空调系统相对于传统汽车，不同之处是在结构上，驱动压缩机的动力由发动机改变为由电动机驱动。传统汽车空调压缩机由发动机驱动电动汽车空调压缩机由电动机驱动126.3新能源汽车电动空调系统1）电动压缩机制冷空调系统组成全电动空调系统6.3新能源汽车电动空调系统13压缩机作用电动压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，其作用是吸入来自蒸发器的低温、低压的气态制冷剂，压缩为高温、高压的气态制冷剂，并将制冷剂送往冷凝器。冷凝器作用冷凝器对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气进行冷却，使之凝结成高温高压液体。将压缩机排出的高温、高压气态制冷剂冷凝成高温(50℃-55℃)、高压(1100-1400kPa)的液态制冷剂，制冷剂在冷凝器中散热而发生状态的改变，冷凝器将热量散发到大气中。冷凝器的散热面积越大，冷却效果越好。1）电动压缩机制冷空调系统组成6.3新能源汽车电动空调系统14储液干燥器作用1.贮存制冷剂

接收从冷凝器来制冷剂并加以贮存，根据蒸发器的需要提供所需的制冷剂量。

2.过滤

将系统中经常会出现的杂质、脏物如锈蚀、污垢、金属微粒等过滤掉，这些杂质会损伤压缩机轴承，还会堵塞过滤网和膨胀阀。

3.吸收湿气

汽车空调系统中要求湿气越少越好，因为湿气会造成“冰塞”并腐蚀系统管道等，使之不能正常工作。1）电动压缩机制冷空调系统组成6.3新能源汽车电动空调系统15膨胀阀作用1.节流降压

使从冷凝器过来的高温高压液态制冷剂节流降压成为容易蒸发的低温低压雾状制冷剂进入蒸发器，即分开了制冷剂的高压侧和低压侧。2.自动调节制冷剂流量

根据制冷负荷的改变和压缩机转速的变化，自动调节制冷剂进入蒸发器的流量以满足制冷循环的需要。蒸发器作用将经过节流降压后的液态制冷剂在蒸发器内蒸发汽化，吸收蒸发器表面周围空气的热量而使之降温，鼓风机将冷风吹到车室内，达到降温目的。1）电动压缩机制冷空调系统工作原理6.3新能源汽车电动空调系统16压缩过程：电动变频压缩机从低压管路吸入低温低压气态制冷剂，压缩成高温高压气态制冷剂。冷凝过程：通过高压管道进入冷凝器，经冷凝器冷却后，变为高温高压液态制冷剂。干燥过程：送往储液干燥器，经过干燥过滤后，通过高压管道流入膨胀管。节流过程：经膨胀管小孔节流。降温降压：变成低温低压雾状的液／气态混合物。蒸发吸热过程：再被送入蒸发器中，制冷剂在其内膨胀蒸发吸收大量的热量，汽化成低温低压气态制冷剂。重新被电动变频压缩机吸入进行再循环，在此过程中，鼓风机不断地将蒸发器表面的冷空气吹入车厢内，达到制冷的目的。2、热电制冷空调系统热电制冷器也称为珀耳帖制冷器，是一种以半导体材料为基础、可以用作小型热泵的电子元件。通过在热电制冷器的两端加载一个较低的直流电压，热量就会从元件的一端传到另一端。此时，制冷器的一端温度就会降低，而另一端的温度就会同时上升。热电制冷空调系统有体积小、适于微型化的优点，比传统的机械压缩式制冷优越，但也存在着不足，如热电材料的优值系数较低，制冷性能不够理想，并且构成热电元件的主要成分为铋、碲，在汽车上的应用受到碲产量的制约。176.3新能源汽车电动空调系统3、余热制冷空调系统目前利用余热的空调制冷技术主要有氢化物制冷空调、固体吸附式制冷空调以及吸收式制冷空调，其工作原理、特点、系统组成不尽相同。余热制冷空调系统体积大、系统复杂，对燃料电池汽车整车以及电池管理系统要求较高，需定期除垢，并且其仅仅匹配在余热热源比较稳定的燃料电池