電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車在系統(tǒng)構(gòu)成上存在著差別，不同類型的電動(dòng)汽車又有不同的特點(diǎn)。純電動(dòng)汽車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)作為空調(diào)壓縮機(jī)的動(dòng)力源，也沒有發(fā)動(dòng)機(jī)余熱可以利用以達(dá)到取暖、除霜的效果。燃料電池電動(dòng)汽車也沒有發(fā)動(dòng)機(jī)作為空調(diào)壓縮機(jī)的動(dòng)力源，但是燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)可以產(chǎn)生比較穩(wěn)定的余熱。接下來電動(dòng)邦小編就給大家介紹一下電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的工作原理。
對(duì)于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車來說，發(fā)動(dòng)機(jī)由其控制策略決定不能隨時(shí)作為制冷壓縮的動(dòng)力源。汽車空調(diào)對(duì)車廂內(nèi)部空氣的調(diào)節(jié)首要的是調(diào)節(jié)空氣的溫度，通過制冷來降低空氣溫度。根據(jù)電動(dòng)汽車的特點(diǎn)，對(duì)于電動(dòng)汽車來說目前可以選擇的制冷空氣調(diào)節(jié)方式主要有熱電式制冷、電動(dòng)壓縮機(jī)制冷、余熱制冷。其中余熱制冷可以考慮在燃料電池電動(dòng)汽車上采用。
電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)
半導(dǎo)體制冷又稱為熱電制冷，是固態(tài)制冷技術(shù)，它不用制冷劑，沒有運(yùn)行件。其熱電堆起著壓縮式制冷壓縮機(jī)的作用，冷端及其熱交換器則相當(dāng)于壓縮式制冷蒸發(fā)器，而熱端及其熱交換器相當(dāng)于冷凝器。通電時(shí)自由電子和空穴在外電場(chǎng)的作用下，離開熱電堆的冷端向熱端移動(dòng)，相當(dāng)于制冷劑在壓縮機(jī)中的壓縮過程。在電熱堆的冷端，通過熱交換器的吸熱，同時(shí)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，相當(dāng)于制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的吸熱和蒸發(fā)。在電熱堆的熱端，發(fā)生電子-空穴對(duì)的復(fù)合，同時(shí)通過熱交換器散熱，相當(dāng)于制冷劑在冷凝器中的發(fā)熱和凝結(jié)。
熱電空氣調(diào)節(jié)具有以下特點(diǎn)：熱電元件工作需要直流電源；改變電流方向即可產(chǎn)生制冷、制熱的逆效果；熱電制冷片熱慣性非常小，制冷時(shí)間很短，在熱端散熱良好、冷端空載的情況下，通電不到1min，制冷片就能達(dá)到最大溫差；調(diào)節(jié)組件工作電流的大小即可調(diào)節(jié)制冷速度和溫度，溫度控制精度可達(dá)0.001℃，并且容易實(shí)現(xiàn)能量的連續(xù)調(diào)節(jié)；在正確設(shè)計(jì)和應(yīng)用條件下，其制冷效率可達(dá)90%以上，而制熱效率遠(yuǎn)大于1；體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，有利于減小電動(dòng)汽車的整備質(zhì)量；可靠性高、壽命長(zhǎng)并且維護(hù)方便；沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，因此無振動(dòng)、無摩擦、無噪聲且耐沖擊。
電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)：暖風(fēng)系統(tǒng)
燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)的暖風(fēng)熱源主要由發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液提供，而電動(dòng)汽車的暖風(fēng)系統(tǒng)與之不同。電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)暖風(fēng)常見的方案如下：
①熱泵。由傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)的直流無刷電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)汽車熱泵式空調(diào)系統(tǒng)工作原理如圖所示。空調(diào)系統(tǒng)的制冷/制熱模式由四通換向閥轉(zhuǎn)換，實(shí)線箭頭表示制冷工況，虛線箭頭表示制熱工況。從原理上講，該系統(tǒng)與普通的熱泵空調(diào)并無區(qū)別，但是用于電動(dòng)汽車上，其專門開發(fā)了雙工作腔滑片壓縮機(jī)、直流無刷電動(dòng)機(jī)和逆變器控制系統(tǒng)。在熱泵工況下，系統(tǒng)從融霜模式轉(zhuǎn)為制熱模式時(shí)，風(fēng)道內(nèi)換熱器上的冷凝水將迅速蒸發(fā)，在風(fēng)窗玻璃上結(jié)霜，影響駕駛的安全性。
②PTC電加熱器。PTC電加熱器是采用PTC熱敏電阻元件為發(fā)熱源的一種加熱器。PTC熱敏電阻通常是用半導(dǎo)體材料制成的，它的電阻隨濕度變化而急劇變化，當(dāng)外界溫度降低，PTC電阻值隨之減小，發(fā)熱量反而會(huì)相應(yīng)增加。按材質(zhì)可以分為陶瓷PTC熱敏電阻和有機(jī)高分子PTC熱敏電阻。用于空調(diào)輔助電加熱器的是陶瓷PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻元件因具有隨環(huán)境溫度高低的變化，其電阻值隨之增加或減小的變化特性，所以PTC加熱器具有節(jié)能、恒溫、安全和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)：熱泵式空調(diào)系統(tǒng)原理
空調(diào)輔助電加熱器可以分為粘接式陶瓷PTC加熱器和金屬PTC管狀加熱器。粘接式陶瓷PTC加熱器是將多個(gè)陶瓷PTC芯片及鋁波紋散熱片用耐高溫樹脂膠粘接在一起的加熱器，其散熱性好，電氣性能穩(wěn)定。其中粘接式陶瓷PTC加熱器又分為加熱器表面帶電型和加熱器表面不帶電型。
金屬PTC管狀加熱器采用進(jìn)口鎳鐵合金絲為發(fā)熱材料，發(fā)熱管外鑲鋁散熱片，其散熱效果非常好。加熱器配用溫度控制器和熱熔斷器，使產(chǎn)品使用更安全可靠。這種加熱器具有PTC材料的良好特性，一些空調(diào)均采用此類加熱器作為輔助加熱。
③余熱+輔助PTC。利用大功率器件(功率變換、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器等)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，對(duì)車內(nèi)環(huán)境進(jìn)行熱交換。當(dāng)熱量不足時(shí)，啟用輔助PTC加熱器。
關(guān)于電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的工作原理的內(nèi)容介紹到這里就結(jié)束了。電動(dòng)汽車成為重要的代步工具，空調(diào)制冷制熱方面在購車時(shí)也都是我們選車的重要環(huán)節(jié)，畢竟制冷制熱也是需要耗電的。更多內(nèi)容請(qǐng)多關(guān)注電動(dòng)邦后續(xù)消息。
