电动汽车空调暖风系统互锁保护电路
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电动汽车空调暖风系统互锁保护电路
宋仲煜
(湖北
省齐星汽车车身股份有限公司技术中心,湖北随州
441300)
摘要:根据现实中
电动汽车空调暖风控制系统的缺陷,介绍一种简单实用的电动汽车空调暖风系统的保护电路,以设计合适的控制原理图,解决电动汽车空调暖风系统存在的品质隐患,提高可靠性。
关键词:电动汽车;空调暖风;控制原理;品质隐患;保护电路中图分类号:U469.7文献标志码:A 文章编号:1003-8639(2019)11-0037-02
Electric Vehicle Air Conditioning Heating System Interlock Protection Circuit
SONG Zhong-yu
(Hubei Qixing Automobile Body Co.,Ltd.,Suizhou 441300,China )
Abstract:This paper introduces a simple and practical protection circuit of the air conditioning system of electric vehicle based on the defects of the system in reality ,in order to design the appropriate control schematic diagram ,solve the potential quality trouble of the air conditioning system of electric vehicle ,and improve the reliability.
Key words:electric vehicle ;air conditioning heating ;control principle ;hidden quality trouble ;protection circuit
纯电动汽车的空调暖风控制系统相比于传统燃油汽车有
很大的区别,传统燃油汽车的制热是靠发动机冷却水的热量来进行,而纯电动汽车的制热要靠专用的PTC 电加热器来进行,因此纯电动汽车在传统燃油车的空调暖风控制系统上增加了PTC 加热器单独控制电路。
如果空调暖风系统控制原理设计不合理,就会使得纯电动汽车的制冷和制热系统可同时打开工作,存在一定的品质隐患。
下面根据对比分析相关空调暖风系统控制原理,介绍一种简单实用的电动汽车空调暖风系统互锁保护电路。
1常规汽车空调暖风系统控制原理
传统汽车的空调暖风系统原理是:制冷由发动机传动带通过电磁离合器带动压缩机工作,制热采用发动机冷却水制热,因此在驾驶室内部的室内机由鼓风机、空调蒸发器和暖风水箱组成,汽车空调暖风控制原理见图1[1]。
不管制冷制热都通过鼓风机送风,通过冷暖转换风门进行冷暖风的切换,当制冷时打开A /C 开关JK2,冷暖转换风门关闭制热腔。
由于暖风水箱内的温度不超过90℃,不会对塑料腔体外壳和冷暖转换风门造成影响。
汽车制冷时风门转换示意图见图2。
2纯电动汽车空调暖风系统控制电路
纯电动汽车的空调暖风系统控制不同于传统汽车,制冷采用高压电驱动的电动压缩机,制热采用高压电驱动的PTC 电加热器[2]取代传统汽车的暖风水箱,空调暖风系统控制原
理图也不同,电动汽车空调暖风常规控制原理图见图3[3]。
从图3可以看出,当鼓风机开关S10闭合鼓风机工作时,空调A /C 开关、PTC 加热开关可同时闭合工作,存在一定的品质隐患,分析如下。
当制热时,冷暖转换风门关闭制冷腔,闭
收稿日期:2019-03-09
图1汽车空调暖风控制原理图
图2汽车制冷时风门转换示意图
行业聚焦
Industry Focus
合PTC 加热开关,K5继电器
线圈得电吸合后闭合触点30与87脚,主控VCU 的
V22B 脚得到正极信号后,由VCU 的V24D 脚输出PTC 使能信号给高压配电盒,高压配电盒控制动力电池提供高压电源给PTC 加热器工作制热。
当制冷时,冷暖转换风门关闭制热腔,闭合A /C 开关,K4空调继电器线圈得电吸合后闭合触点30与87脚,主控VCU 的V21B 脚得到正极信号后,由VCU 的V24C 脚输出空调使能正极信号给K6空调主控继电器,K6线圈得电吸合后闭合触点30与87脚,高压配电盒检测到空调使能信号(+)后控制动力电池输出高压电源给压缩机,同时压缩机内部控制器吸合动作,压缩机开始工作制冷。
在制冷时,如果驾驶室人员误操作将PTC 加热开关闭合,此时PTC 电加热器也会得到高压同时制热。
由于PTC 加热器芯体发热温度通常高于100℃,瞬时温度有的可能高于
130℃时PTC 加热器的热保护器才有动作,在PTC 加热器的热保护器断开前,封闭的制热腔体内热量来不及扩散,腔体内温度急剧升高至120℃左右,对室内机塑料腔体及风门烘烤,造成风门及腔体变形,严重的可造成熔化起火现象。
电动车制冷时风门转换示意图见图4。
在制热时,如果驾驶室人员误操作将A /C 开关闭合,此时压缩机也会得到高压同时制冷,封闭的制冷腔体内冷气来不及扩散造成蒸发器结冰,损坏空调系统同时造成整车电量的损失。
电动车制暖时风门转换示意图见图5。
3增加互锁保护的纯电动汽车空调暖风系统控制电路
上述现象在我们为东风特汽、恒天新楚风等电动车厂配套的驾驶室上都出现过,严重的造成塑料腔体及冷暖转换风门熔化变形不得不更换,存在起火的品质隐患,在市场上产生很大的恶劣影响和损失。
经过分析发现上述空调暖风控制系统原理图存在一定的设计缺陷,针对故障现象笔者对原理进行了优化改进,在原来的基础上增加了互锁保护继电器K7、K8,电动汽车空调暖风互锁保护控制原理图见图6。
图3电动汽车空调暖风常规控制原理图
图5电动车制暖时风门
转换示意图
图4电动车制冷时风门
转换示意图图6电动汽车空调暖风互锁保护控制原理图(下转第43页)
行业聚焦
Industry Focus
(上接第38页)
当制冷时,
空调A/C开关闭合,K4空调继电器线圈得电
吸合后闭合触点30与87脚,主控VCU的V21B脚得到正极信号后,由VCU的V24C脚输出空调使能正极信号给K6空调主控继电器,K6线圈得电吸合后闭合触点30与87脚,高压配电盒检测到空调使能信号(+)后控制动力电池输出高压电源给压缩机,同时压缩机内部控制器吸合动作,压缩机开始工作制冷,同时K7互锁继电器线圈得电吸合,K7继电器的触点30与87a断开,触点30与87闭合,断开了低压蓄电池电源与PTC加热开关的联接,此时即使闭合PTC加热开关,K5继电器线圈无电不会吸合,高压配电盒检测不到PTC使能信号,不会控制动力电池输出高压电源给PTC加热器工作制热。
当制热时,PTC加热开关闭合,K5继电器线圈得电吸合后闭合触点30与87脚,主控VCU的V22B脚得到正极信号后,由VCU的V24D脚输出PTC使能信号给高压配电盒,高压配电盒控制动力电池提供高压电源给PTC加热器工作制热,同时K8互锁继电器线圈得电吸合,继电器的触点30与87a断开,触点30与87闭合,断开了低压蓄电池电源与空调A/C开关的联接,此时即使闭合空调A/C开关,K4、K6继电器线圈无电都不会吸合,高压配电盒检测不到空调使能信号,不会控制动力电池输出高压电源给空调压缩机工作制冷。
4小结
综上所述,不管电动汽车的空调系统进行制冷或制热时,都不会因为车上人员的误操作而造成品质故障问题的出现,笔者认为该互锁保护控制电路简单实用,提高了电动汽车空调暖风系统的可靠性,提出来供大家参考。
参考文献:
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人民邮电出版社,2013:202-204.
[2]电动汽车用电加热器(东方电热)行业标准[Z].
[3]东风特汽EQ5044系列纯电动厢式物流车电气系统控制
原理图[Z].(编辑凌波)
表4车载充电机模块技术参数类别参数名称参数
输入输入电压范围AC90~265V 输入频率范围45~65Hz
最大输入电流16A
功率因数≥0.99半载以上最大效率≥93.5%
待机功耗≤8W
输出
输出方式恒压/恒流
输出电压范围85~132V
输出电流32A max
输出功率3000W@220Vac1500W@110Vac 恒压精度±1%
恒流精度±2%
电压纹波系数<5%
车载充电机和高压盒等4个部件分立设计难以布局、部件间连接点较多,电流较大、EMI源分散、设计和使用复杂程度较高等问题,本文设计研究了“高压集成四合一”电气总成控制系统。
该总成控制系统不仅可提高零部件的利用率和安全性,还可降低整车的质量和电磁干扰。
此外对提升整车的性能与安全、促进产业升级、降低车辆能耗,推动电动汽车产业快速发展也具有明显作用。
参考文献:
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[13]汤雨竹.适用于电动机的新型过载继电器的设计与研究
[D].沈阳:沈阳工业大学,2017.(编辑凌波)
表5高压盒内继电器分类及吸合条件
继电器吸合条件
B+继电器当ON挡且充电禁行开关未闭合时吸合B-继电器当ACC挡或插入充电枪时吸合PTC(热敏电阻)、
A/C(空调继电器)当ECU给出控制吸合信号时吸合
表6高压盒内熔断丝位置及规格
熔断丝位置规格
B+400A
DC输出熔断丝80A
PTC、A/C熔断丝30A 行业聚焦
Industry Focus。