新能源汽车技术空调
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调变频器的故障，清除过去的故障数据，可利用执行器检查 模式检查鼓风机电动机、伺服电动机和电磁式离合器是否按 ECU信号正常工作。
练习题
1.叙述电动汽车空调的制冷方式。 2.汽车空调压缩机有哪几种类型？
3.简述电动变排量涡旋式制冷压缩机原理。
第二节 空调制热方式和空调压缩机 一、空调制冷/ 制热方式
１. 半导体式制冷/ 制热 （1）半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷。基本原
理为：半导体制冷器的基本器件是热电偶对，即把一只N型半导
体和一只P型半导体连接成热电偶，通上直流电后，在接口处就 会产生温差和热量的转移，在电路上串联起若干对半导体热电 偶对，而传热方面是并联的。这样就构成了一个常见的制冷热 电堆，借助于热交换器等各种传热手段，使热电堆的热端不断
的压缩机，面向以发动机为主体、电动机为辅的车辆(MildHEV弱混)供应的是带传动和电动机驱动兼顾的混合式压缩机。 (３)单纯使用变频电动机驱动的类型，对于以电动机为主体 (Strong-HEV强混、EV电动)的车辆，则供应电动压缩机。
二、汽车空调的电动制冷系统的组成
主要由纯电动或混合动力汽车的混动压缩机、 冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发箱和控制电路等 组成。 低压管路:从节流阀出口至压缩机入口，沿程
电动变频涡旋压缩机工作原理
第三节 Prius空调系统
一、空调变频器
如图所示，变频器总成中
的空调变频器内部图所示 :
变频器总成中的空调变频器 为空调系统中电动变频压缩 机供电 , 变频器将 HV 蓄电池 的额定电压DC 201.6V 转换
变频器总成中的空调变频器内部图
wk.baidu.com
为AC201.6V来为空调系统中
第十六章
本章要求:
电动汽车空调系统
1.了解电动汽车空调的制冷方式； 2.知道汽车空调压缩机类型；
3.熟悉空调制冷/制热方式；
4.知道电动变排量涡旋式制冷压缩机原理； 5.了解Prius空调系统基本特征。
第一节 电动汽车空调的制冷方式
一、汽车空调压缩机大致分为三类
(１)传统发动机驱动的类型 (２)使用发动机和电动机驱动的混合动力型，混合动力汽 车空调压缩机，对于面向需要提高现有内燃机效率、实现小 型化的汽车厂商，供应的是借助传统发动机传动带传动类型
的压缩机供电。
1.电动变频压缩机转速控制
如下图所示
电动变频压缩机转速控制
2.新款Prius的空调系统的改进
(１)新系统采用了ES18型电动变频压缩机；
(２)所有车型都将自动空调系统作为标准配置而采用；
(３)新系统采用了鼓风机脉冲控制器； (４)车内温度传感器增加了湿度传感器功能；
(５)采用了紧凑、轻型和高效的电动水泵；
有蒸发箱、低压加注口、积累器。高压管路 : 从压缩
机出口至节流阀入口，沿程有压缩机、冷凝器、干燥 器、高压加注口中、高低压开关、节流阀。如下图。
汽车空调的电动制冷系统的组成
三、汽车空调的电动制冷系统部件功能
压缩机---把低温、低压的气态的制冷剂吸入压缩成高温、高 压液态制冷剂,以跟外界空气形成温差。
技术方案对于不同类型电动汽车通用性较好，并且对整车结构
改变较小，是将来电动汽车空调发展趋势。
２. 热泵型空调系统制冷/ 制热
（ 1）热泵型空调系统是在原有燃油汽车上进行改进的， 压缩机是由永磁直流无刷电动机直接驱动，系统的工作原理图 如图所示。
热泵系统工作原理图(由于客车空间大，所以多用于客车)
（2）目前，热泵型电动汽车空调最大的问题是低温制
热，这个难题已从以下几个角度得以解决 :开发更高效的直 流涡旋压缩机，开发控制更精准、更节能的硅电子膨胀阀， 采用高效的过冷式平行流冷凝器，改善微通道蒸发器结构， 使制冷剂蒸发更均匀。 汽车空调热泵系统与普通的家用空调比较相近，是相 对普通家用空调的一种使用场合的扩展。
３. 驻车加热器制热
驻车加热器的工作原理:遥控器或定时器给ECU 一个起动
信号，计量油泵从油箱泵油并以脉冲形式将燃油打到燃烧室 前的金属毡上，笔状点火器加热到900℃左右，将喷溅的细小 油滴气化，空气由燃烧空气鼓风机吸入，与汽油混合后并点 燃，火焰将热能传递给发动机冷却液，电动循环水泵推动冷
却液循环进入蒸发箱内散热器，鼓风机吸入使车内冷空气通
过散热器，把变热的空气鼓入车内。
果是纯电动汽车(EV)专用产品,也可以不使用冷却液,直接用鼓
风机吹送经PTC加热器加热的暖风.
二、电动变排量涡旋式制冷压缩机 1.结构
如图所示，电动变频压缩机包含一对螺旋线缠绕的固定蜗 形管和可变蜗形管、无刷电动机、油挡板和电动机轴。
电动变频压缩机内部结构
２. 工作原理
（１）吸入过程 在固定蜗形管和可变蜗形管间产生的压缩室的容量随着可 变蜗形管的旋转而增大，这时，气态制冷剂从进风口吸入。 （2）压缩过程 吸入步骤完成后，随着可变蜗形管继续转动，压缩室的容 量逐渐减小，这样，吸入的气态制冷剂逐渐压缩并被排到 固定蜗形管的中心了，当可变蜗形管旋转约两周后，制冷 剂的压缩完成。 （3）排放过程 气态制冷剂压缩完成而压力较高时，通过按压排放阀，气 态制冷剂通过固定蜗形管中心排放口排出。 如下图所示
(６)采用了模糊控制功能来计算要求的出风口温度(TAO:出风口温度)和 自动空调控制系统的鼓风量。
二、系统图和主组件位置图
主组件位置图
三、空调其他部件介绍
1.蒸发器 新车型采用了 RS( 改良型条状 ) 蒸 发器ꎬ 在蒸发器装置的顶部和底 部有储液罐并使用了微孔管结构， 从而达到增强了导热性、散热更 集中、使蒸发器更薄的效果。 2.暖风机芯 采用SFA(直吹铝制)暖风机芯，与 传 统 SFA 暖 风 机 芯 是 同 样 的 直 吹 (全程吹风)型暖风机芯。 3.PTC暖风机和鼓风机脉冲控制器 如图所示， 2 个 PTC( 正温度系数 ) 暖风机安装在暖风机芯上，电流 通过PTC 元件来加热流经散热片的 空气。
冷凝器---经过冷凝器专用风扇或发动机散热器风扇把高温、 高压制冷剂的热量散至周围空气，制冷剂降温。 干燥器---用来除去制冷剂中的水分。 高压加注口---用于加制冷剂或对管路抽真空用。 节流阀(膨胀阀)---即一个可变或固定截面小孔，把高压制冷 剂节流雾化，经蒸发箱吸收车内空气热量，在鼓风机的作用 下，蒸发箱吸收车内热量，变成低温、低压的气态，积累器 用来储存制冷剂防止从蒸发箱出来的不是气态而液击压缩机， 低压加注口---用于加制冷剂或对管路抽真空用。
４. PTC加热器的电制热方式
若电动汽车采用加热器的电制热方式时 ,加热器一般配置
在驾驶席和副驾驶席之间的地板下方 , 加热器由可用电发热的
PTC(Positive Temperature Coefficient) 加热器元件 , 将提供 的热量传送至散热剂(冷却液)的散热扇、散热剂流路和控制底 板等组成,因要求加热器要有较高的制热性,因此,电源使用的是 驱动电动机的锂离子充电电池的高压,而非辅助电池(12Ｖ), 如
三、空调其他部件介绍
4.冷凝器，新款Prius保留了旧款Prius的分级制冷冷凝器。 5.水泵， Prius系统采用了电动水泵。 6.车内温度和湿度传感器 如图所示，湿度传感器被加入到了车内温度传感器中，通过 检测车内的湿度，这个功能优化了空调系统操作期间的除湿 效率。 7.空气过滤器 鼓风机装置内的空气 过滤器(标准型粒子 过滤器)能够除去粉 尘。
散热并且保持一定的温度ꎬ而把热电堆的冷端放到工作环境中
去吸热降温，这就是半导体制冷的原理。
（2）半导体制冷片的温差范围从正温90℃到负温度130℃
都可以实现。 从空调技术成熟性和能源利用效率比较来看，对于半导体 制冷片技术的电动汽车空调系统，目前存在着热电材料的优值 系数较低，制冷性能不够理想，并且热电堆产量受到构成热电 元件元素产量的限制，不具备电动汽车空调节能高效的要求， 这使得电动汽车空调更倾向于选用节能高效的热泵型空调，该
四、自诊断
空调 ECU 具有自诊断功能，它以故障码的形式将所有操
作故障存储在空调系统存储器中，通过操作空调控制开关， 存储的故障码可显示于复式显示器上，由于诊断结果的存储 由蓄电池直接提供电能。所以，在点火开关关闭后它们也不 会消失。修理中可进行如下工作 :可利用指示灯检查模式和
温度设定显示，可利用传感器检查过去的和现在的传感器空
练习题
1.叙述电动汽车空调的制冷方式。 2.汽车空调压缩机有哪几种类型？
3.简述电动变排量涡旋式制冷压缩机原理。
第二节 空调制热方式和空调压缩机 一、空调制冷/ 制热方式
１. 半导体式制冷/ 制热 （1）半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷。基本原
理为：半导体制冷器的基本器件是热电偶对，即把一只N型半导
体和一只P型半导体连接成热电偶，通上直流电后，在接口处就 会产生温差和热量的转移，在电路上串联起若干对半导体热电 偶对，而传热方面是并联的。这样就构成了一个常见的制冷热 电堆，借助于热交换器等各种传热手段，使热电堆的热端不断
的压缩机，面向以发动机为主体、电动机为辅的车辆(MildHEV弱混)供应的是带传动和电动机驱动兼顾的混合式压缩机。 (３)单纯使用变频电动机驱动的类型，对于以电动机为主体 (Strong-HEV强混、EV电动)的车辆，则供应电动压缩机。
二、汽车空调的电动制冷系统的组成
主要由纯电动或混合动力汽车的混动压缩机、 冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发箱和控制电路等 组成。 低压管路:从节流阀出口至压缩机入口，沿程
电动变频涡旋压缩机工作原理
第三节 Prius空调系统
一、空调变频器
如图所示，变频器总成中
的空调变频器内部图所示 :
变频器总成中的空调变频器 为空调系统中电动变频压缩 机供电 , 变频器将 HV 蓄电池 的额定电压DC 201.6V 转换
变频器总成中的空调变频器内部图
wk.baidu.com
为AC201.6V来为空调系统中
第十六章
本章要求:
电动汽车空调系统
1.了解电动汽车空调的制冷方式； 2.知道汽车空调压缩机类型；
3.熟悉空调制冷/制热方式；
4.知道电动变排量涡旋式制冷压缩机原理； 5.了解Prius空调系统基本特征。
第一节 电动汽车空调的制冷方式
一、汽车空调压缩机大致分为三类
(１)传统发动机驱动的类型 (２)使用发动机和电动机驱动的混合动力型，混合动力汽 车空调压缩机，对于面向需要提高现有内燃机效率、实现小 型化的汽车厂商，供应的是借助传统发动机传动带传动类型
的压缩机供电。
1.电动变频压缩机转速控制
如下图所示
电动变频压缩机转速控制
2.新款Prius的空调系统的改进
(１)新系统采用了ES18型电动变频压缩机；
(２)所有车型都将自动空调系统作为标准配置而采用；
(３)新系统采用了鼓风机脉冲控制器； (４)车内温度传感器增加了湿度传感器功能；
(５)采用了紧凑、轻型和高效的电动水泵；
有蒸发箱、低压加注口、积累器。高压管路 : 从压缩
机出口至节流阀入口，沿程有压缩机、冷凝器、干燥 器、高压加注口中、高低压开关、节流阀。如下图。
汽车空调的电动制冷系统的组成
三、汽车空调的电动制冷系统部件功能
压缩机---把低温、低压的气态的制冷剂吸入压缩成高温、高 压液态制冷剂,以跟外界空气形成温差。
技术方案对于不同类型电动汽车通用性较好，并且对整车结构
改变较小，是将来电动汽车空调发展趋势。
２. 热泵型空调系统制冷/ 制热
（ 1）热泵型空调系统是在原有燃油汽车上进行改进的， 压缩机是由永磁直流无刷电动机直接驱动，系统的工作原理图 如图所示。
热泵系统工作原理图(由于客车空间大，所以多用于客车)
（2）目前，热泵型电动汽车空调最大的问题是低温制
热，这个难题已从以下几个角度得以解决 :开发更高效的直 流涡旋压缩机，开发控制更精准、更节能的硅电子膨胀阀， 采用高效的过冷式平行流冷凝器，改善微通道蒸发器结构， 使制冷剂蒸发更均匀。 汽车空调热泵系统与普通的家用空调比较相近，是相 对普通家用空调的一种使用场合的扩展。
３. 驻车加热器制热
驻车加热器的工作原理:遥控器或定时器给ECU 一个起动
信号，计量油泵从油箱泵油并以脉冲形式将燃油打到燃烧室 前的金属毡上，笔状点火器加热到900℃左右，将喷溅的细小 油滴气化，空气由燃烧空气鼓风机吸入，与汽油混合后并点 燃，火焰将热能传递给发动机冷却液，电动循环水泵推动冷
却液循环进入蒸发箱内散热器，鼓风机吸入使车内冷空气通
过散热器，把变热的空气鼓入车内。
果是纯电动汽车(EV)专用产品,也可以不使用冷却液,直接用鼓
风机吹送经PTC加热器加热的暖风.
二、电动变排量涡旋式制冷压缩机 1.结构
如图所示，电动变频压缩机包含一对螺旋线缠绕的固定蜗 形管和可变蜗形管、无刷电动机、油挡板和电动机轴。
电动变频压缩机内部结构
２. 工作原理
（１）吸入过程 在固定蜗形管和可变蜗形管间产生的压缩室的容量随着可 变蜗形管的旋转而增大，这时，气态制冷剂从进风口吸入。 （2）压缩过程 吸入步骤完成后，随着可变蜗形管继续转动，压缩室的容 量逐渐减小，这样，吸入的气态制冷剂逐渐压缩并被排到 固定蜗形管的中心了，当可变蜗形管旋转约两周后，制冷 剂的压缩完成。 （3）排放过程 气态制冷剂压缩完成而压力较高时，通过按压排放阀，气 态制冷剂通过固定蜗形管中心排放口排出。 如下图所示
(６)采用了模糊控制功能来计算要求的出风口温度(TAO:出风口温度)和 自动空调控制系统的鼓风量。
二、系统图和主组件位置图
主组件位置图
三、空调其他部件介绍
1.蒸发器 新车型采用了 RS( 改良型条状 ) 蒸 发器ꎬ 在蒸发器装置的顶部和底 部有储液罐并使用了微孔管结构， 从而达到增强了导热性、散热更 集中、使蒸发器更薄的效果。 2.暖风机芯 采用SFA(直吹铝制)暖风机芯，与 传 统 SFA 暖 风 机 芯 是 同 样 的 直 吹 (全程吹风)型暖风机芯。 3.PTC暖风机和鼓风机脉冲控制器 如图所示， 2 个 PTC( 正温度系数 ) 暖风机安装在暖风机芯上，电流 通过PTC 元件来加热流经散热片的 空气。
冷凝器---经过冷凝器专用风扇或发动机散热器风扇把高温、 高压制冷剂的热量散至周围空气，制冷剂降温。 干燥器---用来除去制冷剂中的水分。 高压加注口---用于加制冷剂或对管路抽真空用。 节流阀(膨胀阀)---即一个可变或固定截面小孔，把高压制冷 剂节流雾化，经蒸发箱吸收车内空气热量，在鼓风机的作用 下，蒸发箱吸收车内热量，变成低温、低压的气态，积累器 用来储存制冷剂防止从蒸发箱出来的不是气态而液击压缩机， 低压加注口---用于加制冷剂或对管路抽真空用。
４. PTC加热器的电制热方式
若电动汽车采用加热器的电制热方式时 ,加热器一般配置
在驾驶席和副驾驶席之间的地板下方 , 加热器由可用电发热的
PTC(Positive Temperature Coefficient) 加热器元件 , 将提供 的热量传送至散热剂(冷却液)的散热扇、散热剂流路和控制底 板等组成,因要求加热器要有较高的制热性,因此,电源使用的是 驱动电动机的锂离子充电电池的高压,而非辅助电池(12Ｖ), 如
三、空调其他部件介绍
4.冷凝器，新款Prius保留了旧款Prius的分级制冷冷凝器。 5.水泵， Prius系统采用了电动水泵。 6.车内温度和湿度传感器 如图所示，湿度传感器被加入到了车内温度传感器中，通过 检测车内的湿度，这个功能优化了空调系统操作期间的除湿 效率。 7.空气过滤器 鼓风机装置内的空气 过滤器(标准型粒子 过滤器)能够除去粉 尘。
散热并且保持一定的温度ꎬ而把热电堆的冷端放到工作环境中
去吸热降温，这就是半导体制冷的原理。
（2）半导体制冷片的温差范围从正温90℃到负温度130℃
都可以实现。 从空调技术成熟性和能源利用效率比较来看，对于半导体 制冷片技术的电动汽车空调系统，目前存在着热电材料的优值 系数较低，制冷性能不够理想，并且热电堆产量受到构成热电 元件元素产量的限制，不具备电动汽车空调节能高效的要求， 这使得电动汽车空调更倾向于选用节能高效的热泵型空调，该
四、自诊断
空调 ECU 具有自诊断功能，它以故障码的形式将所有操
作故障存储在空调系统存储器中，通过操作空调控制开关， 存储的故障码可显示于复式显示器上，由于诊断结果的存储 由蓄电池直接提供电能。所以，在点火开关关闭后它们也不 会消失。修理中可进行如下工作 :可利用指示灯检查模式和
温度设定显示，可利用传感器检查过去的和现在的传感器空