世界足球俱乐部杯

电动汽车空调系统大揭秘:压缩机、PTC 结构原理全掌握

出处:网络整理 发布于:2025-05-20 14:21:51

电动压缩机是新能源汽车空调系统的部件,其主要作用是将低压气态冷媒压缩为高压气态冷媒,通过蒸发器和冷凝器的协同工作,实现热量在乘员舱内外的转移。与传统燃油车的压缩机不同,新能源汽车没有发动机,因此电动压缩机由电动压缩机控制器驱动永磁同步电机旋转,从而提供机械能。


电动压缩机的结构较为复杂,由顶盖、密封垫、静涡旋、动涡旋、十字滑环、主轴承座、平衡块、转子、定子、壳体、玻璃接线、控制器、电器盒盖、等组成。大体上可分为动静盘组件、永磁同步电机、控制器组件,是一个集机械、电机、逆变器控制板于一体的机电复合单元。根据动静盘旋转一周压缩的空气量,压缩机排量常见的有 27cc、45cc、66cc 等。



涡旋式压缩机是电动压缩机中常见的一种类型,它是一种容积式压缩的压缩机,压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成。其工作原理是利用动、静涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化,实现压缩气体的目的。具体来说,两个具有双函数方程型线的动涡盘和静涡盘相错 180° 对置相互啮合,其中动涡盘由一个偏心距很小的曲柄轴驱动,并通过防自转机构约束,绕静涡盘作半径很小的平面运动,从而与端板配合形成一系列月牙形柱体工作容积。



对于压缩机而言,制冷量取决于压缩机的排气量、制冷剂的蒸发潜热等因素。排气量越大,在相同时间内能够压缩的冷媒量就越多,制冷能力也就越强;制冷剂的蒸发潜热越大,吸收的热量就越多,制冷效果也就越好。


制冷系统原理


汽车空调运行时,压缩机由高压电驱动。它吸入从蒸发器流出的低温低压气态制冷剂,经压缩作用,制冷剂的温度与压力显著升高,随后被输送至冷凝器。在冷凝器中,高温高压的气态制冷剂将热量传递给流经冷凝器的车外空气,进而液化转变为液态。液态制冷剂接着流经膨胀阀,在此过程中温度与压力降低,随后进入蒸发器。在蒸发器内,低温低压的液态制冷剂吸收流经蒸发器的车内空气的热量,发生蒸发变为气态。气态制冷剂又被压缩机吸入,开启新一轮循环。如此,通过制冷剂在系统内 “压缩 - 冷凝 - 膨胀 - 蒸发” 的循环往复,持续不断地吸收车内空气热量并排放至车外,促使车内空气温度逐步降低。



制热系统原理


目前,电动汽车空调制热系统主要有两种类型:PTC 加热器和热泵系统。


  • PTC 制热:PTC 是一种正温度系数热敏电阻加热器,其工作原理是通过给热敏电阻通电,使得电阻发热来提高温度。国内大部分电动汽车采用 PTC 制热,有些车型采用 PTC 直接将冷空气加热,这种方式的效率较高,但高压进入驾驶舱会带来安全隐患,因此目前多采用水为介质,PTC 将水加热后送到空调风道的加热芯体,再经鼓风机把暖风吹向车厢内。

用水作为介质的制热系统由鼓风机、电加热器 (PTC)、 加热器水泵、加热器芯体等组成。当自动空调系统处于加热模式时,加热器在高压电的作用下对冷却液进行加热,高温冷却液被加热器水泵抽入加热器芯。同时,冷暖温度控制电机将风门旋转至采暖位置,气流在鼓风机的作用下流过加热器芯,产生热量传递。外部空气在进入乘客舱前,与加热后的空气混合,吹出舒适的暖风。虽然这种做法制热效率会有所降低,但是安全性有保证,也是目前的主流。



然而,PTC 制热的不足就是耗电,从而影响纯电动汽车的续航,特别是在寒冷的冬天。以一个 2kW 的 PTC 为例,全功率工作一个小时要消耗掉 2kWh 电。如果按一辆车行驶百公里耗电 15kWh 计,2kWh 就将损失 13 公里的续航里程。很多北方车主抱怨电动汽车续航里程缩水太多,部分原因就在于 PTC 制热耗电上。再加上冬天寒冷天气下,动力电池内的物质活性下降,放电效率不高,续航里程也会打折。


  • 热泵制热:热泵使用四通换向阀可以使热泵空调的蒸发器和冷凝器功能互相对换,改变热量转移方向,也即制冷和制热可共用一套系统。热泵空调优势在于能耗低,可以提高新能源汽车续航里程。
    • 空气模式:空调压缩机吸入从蒸发器流出的低温低压气态制冷剂。经压缩机压缩后,制冷剂温度与压力大幅升高,变为高温高压气态,随后被输送至冷凝器。在冷凝器中,高温高压的气态制冷剂将热量传递给室内空气,自身放热后冷凝成液态。液态制冷剂接着流经热力膨胀阀,在此过程中压力降低,变为低温低压的气液混合态,随后进入蒸发器。在蒸发器内,低温低压的气液混合制冷剂吸收室外空气的热量,蒸发变为气态。如此循环往复,持续不断地从室外吸收热量并释放至室内,实现制热功能。
    • 冷却液模式:如果外界空气极低,比制冷剂温度还低,蒸发器中的制冷剂无法从空气中吸收热量,制冷剂就会流入热交换器。在热交换器中,制冷剂可以吸收电动汽车冷却系统冷却液的热量,然后流入压缩机。如果冷却系统冷却液的热量也不够,电加热器就会工作给冷却液加热。
    • 空气 + 冷却液模式:制冷剂既流向蒸发器也流向热交换器,从空气和冷却液都吸收热量。车辆运行时,控制单元会根据环境温度选择不同的工作模式。


使用热泵除了可以降低车内制热耗能,还可以帮助电动汽车其它部件的热管理。当前,很多电动汽车将驾驶舱的空调和电池包热管理、电驱动系统热管理结合到一起。比如,特斯拉、吉利就可以将电机的发热转移到驾驶舱的制热上。 然而,国内大部分电动汽车采用的还是 PTC,主要原因是室外温度过低的时候,热泵制暖效果一般,且价格较贵。


实车制冷与制热的切换


实车实现制冷与制热的切换涉及到复杂的系统控制和部件协同工作。通过对空调系统的相关部件进行控制,如调节压缩机的运行状态、切换制冷剂的流向等,来实现制冷和制热模式的转换。



空调通风系统


空调通风系统主要负责车内空气的流通和分配,通过合理的气流分配,为车内乘客提供舒适的环境。它包括进风口、出风口、风道等部件,能够根据不同的需求调节空气的流量和方向。



空调系统的控制


  • 空调控制逻辑:空调系统的控制逻辑是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素,如车内温度、环境温度、用户设定的温度等。通过的算法和控制策略,实现对空调系统各部件的精准控制,以达到的制冷、制热和通风效果。
  • 实车控制策略:电动汽车 VCU(车辆控制单元)采集到空调 A/C 信号、空调信号、蒸发器温度信号、风速信号以及环境温度信号,经过运算处理形成控制信号,通过 CAN 总线传输给空调控制器,由空调控制器控制空调压缩机高压电路的断通。


综上所述,电动汽车空调系统的结构和原理涉及到多个方面,包括压缩机的工作、制冷和制热系统的循环、通风系统的设计以及系统的控制等。了解这些知识有助于我们更好地使用和维护电动汽车的空调系统,提高乘车的舒适性

关键词:电动汽车

版权与免责声明

凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,//domainnameq.cn,违反者本网将追究相关法律责任。

本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

OEM清单文件: OEM清单文件
*公司名:
*联系人:
*手机号码:
QQ:
有效期:

扫码下载APP,
 一键连接广大的电子世界。

在线人工客服

买家服务:
卖家服务:
技术客服:

0571-85317607

网站技术支持

13606545031

客服在线时间周一至周五
9:00-17:30 

关注官方微信号,
第一时间获取资讯。

建议反馈

联系人:

联系方式:

按住滑块,拖拽到最右边
>>
感谢您向阿库提出的宝贵意见,您的参与是维库提升服务的动力!意见一经采纳,将有感恩红包奉上哦!