電動汽車空調系統發展現狀
1. 純電動汽車的空調原理是什麼
空調原理:是根據各感測器檢測到車內的溫度、蒸發器溫度、發動機冷卻液溫度以及其他有關的開關信號等輸出控制信號,控制散熱器風扇、冷凝器風扇、壓縮機離合器、鼓風機電動機及其空氣控制電動機的工作狀態,實現自動控制車內溫度。
詳細解釋:
汽車空調自動溫度控制ATC,俗稱恆溫空調系統。一旦設定目標溫度,ATC系統即自動控制與調整,使車內溫度保持在設定值。空調系統由車內溫度感測器、車外空氣溫度感測器、蒸發器溫度感測器、陽光感測器、空氣控制電動機、加熱器和冷凝器風扇、車內控制裝置組成。
空調製冷系統是由壓縮機、冷凝器、貯液乾燥器、膨脹閥、蒸發器和鼓風機等組成各部件之間採用銅管(或鋁管)和高壓橡膠管連接成一個密閉系統。
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空調類型
1,按驅動方式分為:獨立式(專用一台發動機驅動壓縮機,製冷量大,工作穩定,但成本高,體積及重量大,多用於大、中型客車)和非獨立式(空調壓縮機由汽車發動機驅動,製冷性能受發動機工作影響較大,穩定性差,多用於小型客車和轎車)。
2,按空調性能分為:單一功能型(將製冷、供暖、通風系統各自安裝,單獨操作,互不幹涉,多用於大型客車和載貨汽車上)和冷暖一體式(製冷、供暖、通風共用鼓風機和風道,在同一控制板上進行控制,工作時可分為冷暖風分別工作的組合式和冷暖風可同時工作的混合調溫式。轎車多用混合調溫式)。
3,按控制方式分為:手動式(撥動控制板上的功能鍵對溫度、風速、風向進行控制)和電控氣動調節(利用真空控制機構,當選好空調功能鍵時,就能在預定溫度內自動控制溫度和風量)。
4,按調節方式分為:全自動調節(利用計算比較電路,通過感測器信號及預調信號控制調節機構工作,自動調節溫度和風量)和微機控制的全自動調節(以微機為控制中心,實現對車內空氣環境進行全方位、多功能的最佳控制和調節)。
2. 純電動汽車空調系統工作原理
純電動汽車的壓縮機是高壓電機直接驅動,其他部件與燃油汽車一樣。
3. 汽車空調技術的發展歷程
汽車空調技術的發展經歷了從低級到高級、從單一功能到多功能的歷程,其發展過程大致包括單一供熱、單一製冷、冷暖一體化、自動控制、微機控制五個階段:
1) 第一階段:單一供熱階段1925年,美國最先利用汽車發動機的冷卻水通過加熱器進行供熱。由加熱器、風機和空氣濾清器等組成的比較完整的供熱系統直到1927年才出現。
2) 第二階段:單一製冷階段1939年,美國Packard汽車公司首次在轎車上安裝機械製冷降溫的空調裝置。這種單一製冷裝置只有降溫的功能。第二次世界大戰後,美國經濟迅速發展,使這種帶有單一製冷裝置的汽車迅速地發展起來。
3) 第三階段:冷暖一體化階段1954年,美國通用汽車公司率先在轎車上安裝冷暖一體化空調,其最大的特點是同時具有供熱、製冷功能。隨著空調技術的發展,冷暖一體化空調基本上具有降溫、供熱、除濕、通風、過濾、除霜等功能。目前,這種空調仍然在經濟型轎車上大量使用。
4) 第四階段:自動控制階段冷暖一體化汽車空調需要人工操縱,這顯然會增加駕駛員的工作量,同時控制質量也不太理想。因此,自從冷暖一體化汽車空調出現後,人們就著手研究自動控制的汽車空調。
5) 第五階段:微機控制階段1973年,美國通用汽車公司和日本五十鈴汽車公司聯合研究微機控制的汽車空調,1977年同時將微機控制的汽車空調安裝在各自生產的汽車上。
相對於模擬控制器控制的自動空調,微機控制的汽車空調增加了顯示數字化,製冷、供熱、通風三位一體化和故障診斷智能化等功能。高檔轎車的自動空調系統已經與車身計算機系統組成區域網絡,計算機可以根據車內外的環境條件,自動控制空調系統。
(3)電動汽車空調系統發展現狀擴展閱讀
我國汽車空調技術的發展大致經歷了三個階段:
第一階段是從20世紀60年代初到20世紀70年代末,主要是利用汽車發動機排出的廢氣或冷卻循環水產生的熱量來給車內供暖。
第二階段是從20世紀80年代初到20世紀90年代初。20世紀80年代初,我國從曰本購進帶有製冷功能的汽車空調系統,並將其裝配在紅旗、上海等小轎車和豪華大客車上。
20世紀80年代中後期,中國一汽以及上海、北京、廣州、佛山等地的汽車廠從日本、德國引進先進的空調生產線和空調生產技術,生產大中型客車、輕型車及轎車的空調系統。
第三階段是從20世紀90年代中期到目前,國內一批形成生產規模的汽車空調製造企業紛紛從國外引進先進的壓縮機、冷凝器和蒸發器的生產技術和生產線,我國的汽車空調技術已接近世界先進水平。
4. 電動汽車空調系統的工作原理
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。
對於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製冷壓縮的動力源。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,通過製冷來降低空氣溫度。根據電動汽車的特點,對於電動汽車來說目前可以選擇的製冷空氣調節方式主要有熱電式製冷、電動壓縮機製冷、余熱製冷。其中余熱製冷可以考慮在燃料電池電動汽車上採用。
電動汽車空調系統:製冷系統
5. 汽車空調的發展趨勢是什麼
汽車空調壓縮機的發展趨勢
汽車空調製冷壓縮機目前全部採用容積型製冷壓縮機,所謂容積型壓縮機是指製冷劑在
壓縮機的壓縮腔內的原有容積被強制縮小
(壓縮)
來提高製冷劑的壓力。
按照壓縮腔容積變
化的形式可以把壓縮機分為往復活塞式和旋轉式兩大類。
往復活塞式壓縮機是依靠活塞在氣缸內的往復運動來壓縮製冷劑氣體,
又可以細分為曲
軸連桿式、
徑向活塞式和軸向活塞式,
而軸向活塞式又可分為搖板式和斜盤式兩類。
曲軸連
桿式是最早出現的空調壓縮機由於其結構不緊湊、
慣性力大、
轉速低等缺陷,
在轎車空調領
域已被淘汰,
目前僅在大客車空調上還有應用。
現在轎車空調領域應用最多的是搖板式和斜
盤式壓縮機,
它們的共同特點是汽缸沿軸向布置且主軸上都帶有一個與軸向成一定角度的斜
板,
活塞的連桿通過滾動摩擦的形式與斜板相連,
主軸旋轉時活塞就做往復運動,
所以結構
緊湊,
慣性力小,
它們的不同之處在於搖板式的活塞全在斜板的一側,
而斜盤式的活塞對稱
的分布在斜板的兩側。活塞式壓縮機必須設置吸氣閥和排氣閥,不可避免地存在余隙容積,
所以容積效率較低,有逐漸被旋轉式壓縮機替代的趨勢。
旋轉式壓縮機又可分為旋葉式、
滾動活塞式、
三角轉子式、螺桿式和渦旋式幾種,
其共
同的特點是不再將旋轉運動轉化為往復運動,
壓縮體的運動始終是單方向的,
因此都取消了
吸氣閥,
容積效率比往復活塞式有所提高,
尤其是渦旋式壓縮機還取消了排氣閥,
因而吸排
氣連續、氣流脈動小,運轉平穩,容積效率比其他旋轉式壓縮機還要高出
10%
左右,是今
後汽車空調壓縮機發展的主流方向。
其他旋轉式壓縮機如旋葉式、
滾動活塞式和三角轉子式
也都在轎車上實現了商品化並表現出一定的優勢,
但由於不是主流廠家開發的產品,
因此產
量一直很小,
導致成本居高不下,
後期改進困難,
尤其是更具有優勢的渦旋壓縮機的出現已
使它們不再有發展的潛力。
冷凝器的發展趨勢
冷凝器是空調中的主要換熱部件,
空調系統吸收的熱量和壓縮機做功產生的熱量全要靠
它散發到外界空氣中去。
到目前為止冷凝器已發展到第三代。
第一代是管片式,
其結構為銅
管穿鋁翅片;帶二代為管帶式,
是將擠壓鋁扁管彎成蛇形,再在中間焊上帶狀鋁翅片,
由於
取消了銅全部採用鋁結構,
且優化了製冷劑的通道結構,
散熱效率得到了提高,
所以重量大
大減輕;
第三代是平行流結構,
它是在管帶式的基礎上做的重大改進,
將鋁扁管的水力半徑
進一步縮小,
強化製冷劑側的傳熱並在冷凝器的兩邊配上集流管,
按照製冷劑從氣態到液態
體積不斷縮小的規律設計製冷劑通道,
進一步提高散熱效率。
這樣可以把冷凝器設計的很薄,
風阻大大減小,重量也減輕了。
平行流冷凝器技術水平可以說已經達到了相當高的水平,
在整體結構上很難再有重大突
破,改進重點只有在如何更好地分配製冷劑的通道上。
蒸發器的發展趨勢
蒸發器是空調製冷系統另外一個重要的換熱器,
對它的要求也是佔用最小的體積,
擁有
最小的重量。
同樣蒸發器的發展也經過了三代,
前兩代與冷凝器相同,
也是管片式和管帶式,
第三代為板翅式。
板翅式蒸發器的換熱密度也達到了相當的高度,
能夠滿足整車和空調系統
對它的要求,短期之內也不會再有大的發展。
節流結構的發展趨勢
節流結構的作用是將中溫高壓的製冷劑減壓成低溫低壓的製冷劑,
它在某種程度上起著
調節製冷劑流量的作用。在汽車空調上曾經用過的節流孔管和熱力膨脹閥兩大類節流結構,
其中節流孔管只具有節流作用不具備調節流量的功能,
因此需消耗較多的機械能,
經濟性較
差,多用在早期的美國產豪華轎車上,隨著能源危機的出現,在新車型的使用中越來越少,
目前基本都採用熱力膨脹閥。
6. 電動汽車空調系統
電動汽車空調系統一般有電動壓縮機製冷以及電加熱模塊採暖組成。