電動汽車空調系統(下:空調的制熱源)
2019-06-18 08:18來源:我愛汽車網閱讀量:

我們知道,電動汽車空調一般分為熱泵空調和PTC元件制熱,那我們來具體了解一下制熱源。

空調的制熱源

電動汽車空調的供暖系統熱源,與電動汽車的形式有所不同。

混合電動汽車雖然有發動機,但是車輛行駛時發動機可運行或不運行,如強混電動車可單純利用電力驅動行駛,不以發動機為動力,而且純電動汽車沒有發動機,所以有的電動汽車空調采用傳統發動機循環冷卻水作熱源,而當發動機不運轉時,則由半導體PTC元件加熱,或由儲熱水罐供熱。

1.PTC元件供熱

PTC是一種直熱式電阻材料,通電時將會產生熱量,可供空調制熱。如有的電動汽車空調內部有8條PTC發熱元件,由空調驅動器將蓄電池高壓電源向每條元件供電,功率可達300~600W,用于對冷空氣或冷卻液加熱。

前期的制熱裝置采用PTC發熱條,直接將冷空氣加熱為熱空氣,再用風機吹出熱氣的方式。為提高制熱器的效率,現在的制熱多采取水為介質,將水加熱后送到空調風道的散熱器,如圖6-19所示,再經風機吹向車廂內或風窗玻璃,用以提高車廂內溫度和除去風窗玻璃的霜霧。

 圖6-19 PTC元件供熱原理圖

PTC電阻是一種具有正溫度敏感性的典型半導體電阻,它可作為發熱元件,也可用作熱敏開關,還可用于檢測溫度,但是汽車上的溫度傳感器則用負溫度系數的NTC材料。PTC元件的溫度與電阻的特性,如圖6-20所示。

剛對元件通電時,其電阻會隨著溫度的升高而呈現緩慢下降的趨勢,也就是其常溫下的發熱量較低。而當溫度超過“居里溫度”時,它的電阻值會隨著溫度的升高呈階躍性的增高,

在狹窄溫度范圍內,如達到250℃溫度時,其電阻值會急劇增加幾個至十幾個數量級,即電阻變得極大,這就是所謂非線性PTC效應。吹出氣體的溫度最高可達85℃,完全可滿足空調制熱的要求,如果高于85℃,則PTC電阻變得極大,實際表現為自動停止工作。作為加熱用的陶瓷PTC元件,具有自動恒溫的特性,可省去一套復雜的溫控線路,而且其工作電壓可高達1000V,可直接由電池的高壓供電。

圖6-20 PTC元件的溫度-電阻特性曲線

2.儲熱罐供熱

現代混合電動汽車所配置的發動機,多采用阿特金森循環,其特點是膨脹做功行程大于壓縮行程,使熱效率比普通發動機的奧托循環要高。提高發動機的經濟性應是重點,這就要求發動機應始終可靠地在經濟轉速下運行,發動機節省燃油,提高經濟性,比提高發動機的動力性更重要。由于混合電動汽車運行特點,要求發動機的工況比較單一,既要回避怠速熱車及小功率的運轉,也不需要大功率的產出,因此應在中負荷下運行。

為加速發動機的快速啟動及熱機過程,一般采用“儲熱罐”技術,利用儲熱罐將發動機運轉時循環冷卻液儲存起來,冷啟動有一定的預熱作用,可縮短熱機過程。

這種絕熱的儲熱罐容量較大,放置在前保險杠內側,能長時間保持較高的溫度,一般能保溫三天時間。可利用儲熱罐的熱量供給空調的穩定熱源,有專用的電動泵將熱水泵置入空調散熱器。電動水泵的結構,如圖6-21所示,它由電動機驅動,但電動機驅動葉輪不直接接觸冷卻液,稱之為不接觸式水泵。

電動機的驅動力是通過磁性塑料,將外轉子的旋轉透過中間的殼體,直接驅動磁性塑料的葉輪內轉子旋轉,這就是磁性耦合的原理。這種水泵的特點是在運行時可減少水的阻力,有效地降低了功耗。磁性塑料體是由磁性材料與樹脂等混合壓制而成的,能取得較好的磁力性能。

 圖6-21 不接觸式電動水泵的內部結構

3.循環冷卻液供熱

若利用儲熱罐的供熱方式,供熱量已不能滿足空調制熱需求時,空調控制系統將根據設定溫度及冷卻液溫度等信號,綜合判定讓發動機工作,以讓冷卻液升溫產生足夠的熱量。

發動機運行的條件:車外溫度低于-3℃、冷卻液溫度低于50℃,空調設定溫度為HI或高于20℃,并有供暖需求。當電動汽車運行在內燃機拖動工況時,空調的供熱會自動采取傳統的發動機循環冷卻液的供熱方式。


    分享:


    ?
    天津快乐十分在线投注