(接上期)
电动汽车也会采用很多已经在燃油汽车上使用的辅助系统,如EPS电动转向系统、ABS制动系统等,这些系统的相关知识汽车维修技术人员早已掌握。本文只介绍电动汽车专有的辅助系统:电动压缩机、PTC加热器、冷却系统、制动助力系统。
一、电动压缩机
1.制冷系统组成
空调系统包括制冷、加热、通风、空气净化、电子控制5个子系统,制冷系统主要由电动压缩机、冷凝器、储液干燥罐、膨胀阀、蒸发器、压力开关等组成,如图1所示。
制冷系统分为低
压和高压两个部分,低压压
力范围0.2~0.25MPa,高压压力范围1.5~1.6MPa,平衡状态的压力在0.6MPa左右,使用R134a制冷剂和专用冷冻油。制冷剂循环如图2所示,蓝数值是低温低压气态,红数值是高温高压气态,橘数值是高温高压液态,绿数值是低温低压雾状,单位bar,1bar=0.1MPa。
◆文/北京 李玉茂
纯电动汽车学习入门(十二)
——辅助系统(上)
1-电动压缩机;2-冷凝器;3-压力开关;4-储液干燥罐;5-膨胀阀;6-蒸发器。
图1 制冷系统组成 2.电动压缩机
(1)对电动压缩机的要求
电动汽车对压缩机的要求首先是效率高,然后是结构紧凑、质量轻、噪声低、成本低、能在各种气候下工作。压缩机由电机
直接驱动,应能适应电机高转速性能。(2)安装位置
电动压缩机是电动汽车专有设备,是用来代替发动机皮带驱
1-电动压缩机;2-冷凝器;3-压力开关;4-储液干燥罐;5-膨胀阀;6-蒸发器。
图2 制冷剂循环
图3 电动压缩机安装位置
动的压缩机。电机控制器、电机与压缩机集成一体,用3条螺栓将电动压缩机固定在底盘上,如图3所示,而不是像燃油汽车那样固定在发动机的一侧。
(3)电机类型
有直流和交流两种类型,直流电机通过改变电压调速,交流电机通过改变三相交流电的频率调速。
北汽新能源EV200采用直流无刷无传感器电机。如图4所示,高压插接器是从高压盒引来的高压正、高压负两根电线,低压插接器是12V正极线、接地线、用于控制转速的PWM信号线、CAN-h和CAN-l线。电机控制器采用可控硅,改变直流电压进行有级或无级调速。
电动压缩机的内部构造如图5所示,定子有6个线圈磁极,转子是永久磁极,电机控制器控制转速范围在1 000~6 500r/min。电机以吸入的制冷剂直接冷却,电机控制器通过外壳间接冷却。
(4)压缩机类型
燃油汽车的压缩机有斜盘式(固定排量)、可变斜盘式(可变排量)。电动汽车常采用涡旋式压缩机,排量不变,通过调节直流电机的电压,或者改变交流电机的频率来改变输出流量。
3.涡旋式压缩机
(1)优点
①高效节能、可靠性高。吸气、压缩、排气连续单向进行,没有柱塞压缩时的气体泄漏,轴密封采用摩擦小的柔性机构。
②结构简单、体积小、质量轻。零件数量是活塞式压缩机的三分之一,体积是柱塞式压缩机的40%,质量是柱塞式压缩机的85%。
③容积效率高,因为没有吸气阀,气体在多腔室连续压缩,所以容积效率高,特别适用于变频调速电机。
④启动转矩小、噪声低、振动小。一对涡旋盘中几个月牙空间可以同时进行压缩,即多腔室连续压缩,数个不同相位的工作循环同时进行,前一个波峰恰与后一个波谷叠合,故使驱动转矩变化很小,压缩机
运转平稳。由于排气连续进行,排气阀片的机械撞击和气流脉动几乎不存在,噪声比其他类型压缩机低3~5dB。运动部件作半径很小的圆周运动,惯性小,振动非常小。
(2)结构
如图6所示,涡旋式压缩机主要由静涡旋盘、动涡旋盘、定
子(轴向止推机构)、转子(偏心回转机构)、排气阀片及密封件组
成。因为气体被吸入两个涡旋盘之间,被压缩而提高压力,所以
称作涡旋式压缩机。
(3)工作原理
两个涡旋盘同为渐开线形,静涡旋盘与动涡旋盘相互成
180°装配在一起,如图7所示。静涡旋盘固定,动涡旋盘沿着
很小的偏心距(偏心回转半径)轨道逆时针摆动。动涡盘只有公1-
电机控制器;2-高压插接器;3-低压插接器;4-进气口;
5-压缩机本体;6-排气口。
图4 直流无刷电机
1-电机控制器;2-转子;3-定子;4-外壳;5-涡旋式压缩机。
图5 电动压缩机结构图6 涡旋盘
转,没有自转,并与静涡旋盘接触,两个盘之间形成3个变容积的腔室。
动涡旋盘逆时针摆动1周(360°),如图8所示,第1个腔室在吸气(气体以蓝表示),第2个腔室将上一周吸入的气体压缩(气体以黄表示),第3个腔室将上一周压缩的气体排出(气体以红表示)。网上有很多涡旋式压缩机工作原理的视频,读者观看后会一目了然。压缩机持续进行吸气、压缩、排气循环,没有负荷的起伏变化,因此运转非常平稳,这种特性对驱动电机非常有利。
4.电动压缩机端子定义
(1)压缩机技术参数
北汽新能源EV200电动压缩机技术参数见表1。
(2)压缩机端子定义
北汽新能源EV200电动压缩机插座,分为高压插座和低压插座,如图9所示,各端子定义见表2。
表2 电动压缩机端子定义
插座端子定义备注
高压插座
A高压+
来自高压盒
B高压-
低压插座6
112V DC+
来自低压控
制系统
2高低压互锁信号
3高低压互锁信号
4地
5CAN-h
6CAN-l
二、加热器
1.加热器类型
(1)PTC空气加热器
装有PTC空气加热器的空调箱如图10所示,PTC加热器如图11所示。
(2)WTC水加热器
装有WTC水加热器的空调箱如图12所示,空调箱内部如
图13所示。
(3)其他加热方式
有些电动汽车采用热泵式空调系统,远红外式加热器也在试
验阶段。
图7 静与动涡旋盘相互成180°
图8 动涡旋盘逆时针摆动1周
图9 电动压缩机插座
2.PTC空气加热器
(1)PTC总成
PTC的中文意思是正温度系数热敏电阻,PTC加热器由
PTC陶瓷发热元件与铝管组成,具有热阻小、发热效率高的优
点,是一种自动恒温、省电、安全性能好的电加热器。北汽新能
源EV200的PTC总成如图14所示,PTC总成结构如图15所示。
1-电动压缩机;2-冷凝器;3-高压管路;4-压力开关;5-空调箱;
6-风道;7-空调控制面板;8-盖板;9-PTC加热器;10-低压管。
图10 PTC空气加热空调
1-盖板;2-PTC加热器。
图11 PTC加热器
1-左侧温度传感器;2-热交换器(暖气水箱);3-右侧温度传感器;
4-温度传感器;5-鼓风机;6-蒸发器。
1-左边框;2-上边框;3-PTC加热器;4-右边框;5-盖板;
6-高压电线;7-熔断器底座;8-下边框。
图12 WTC水加热空调箱
热交换器(暖气水箱);2-中控台左侧、右侧暖风门;3-中控台左侧、
右侧冷风门;4-前部冷风门;5-前部暖风门;6-除霜风门;7-空气循环
风门;8-新鲜空气风门;9-蒸发器; 冷空气; 热空气。
图13 WTC水加热空调箱内部
1-温度传感器插头;
2-高压插头。
图14 PTC总成
图15 PTC总成结构(未完待续)
汽车加热器
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