《新能源汽车概论》课件-6新能源汽车空调系统结构及工作原理

新能源汽车空调系统

新能源汽车空调有调节车内温度、湿度、气流速度、空气洁净度等功能，从而为乘客和驾驶员创造新鲜舒适的车内环境，以减轻驾驶员的疲劳度，提高行车安全性。并且可以预防或去除风窗玻璃上的雾、霜和冰雪的功能。新能源汽车空调的功用衡量汽车空调性能的主要指标有车内空气温度、湿度、流速和清洁度四个方面。汽车空调温度、湿度、流速和清洁度指标1.制冷／制热能力强

车内乘员密度大，产生的热量多，热负荷大；汽车为了减轻自重，隔热层薄；汽车的门窗多、面积大，热量流失严重；汽车在野外行驶，直接受到太阳的照晒、霜雪的冷冻、风雨的潮湿，环境恶劣，千变万化。因此，要求汽车空调能迅速地降温。2.抗冲击能力强

汽车在颠簸不平的路面行驶时，汽车空调系统承受剧烈、频繁的振动和冲击，因此，汽车空调的各个零部件应有足够的强度和抗震能力。新能源汽车空调的特点3.结构紧凑

由于汽车本身的特点，要求汽车空调结构紧凑，能在有限的空间进行安装，并且安装空调后，不至于使汽车增重太多，影响其他性能。4.动力源多样

轿车、轻型车、中小型客车及工程机械，其空调所需要的动力和驱动汽车的动力都是来自汽车本身的发动机或新能源汽车高压电池包高压电，这种空调系统叫非独立空调；

对于大型客车和豪华型大中客车，由于所需制冷量和暖气量大，一般采用专用发动机驱动制冷压缩机和设置独立的采暖设备，故称之为独立式空调系统。新能源汽车空调系统组成

汽车空调系统由制冷系统、取暖系统、配气系统、控制系统四大部分组成。新能源汽车制冷系统

汽车制冷系统主要由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、连接管路等组成。制冷系统组成新能源汽车制冷系统

汽车空调制冷系统是利用相变制冷的原理，通过消耗一定的动力把制冷剂由气体转变成液体，然后再利用由液体转变成气体过程中吸收外部热量来达到汽车制冷的目的。制冷系统原理新能源汽车制冷系统制冷系统原理

1）压缩过程

压缩机将流经蒸发器的低温、低压的气态制冷剂压缩为高温、高压的气态制冷剂，输送到冷凝器。2）冷凝过程当制冷剂流经冷凝器时，将高温、高压的气态制冷剂冷却，使其变为中温、高压的液态制冷剂，送入储液干燥器。新能源汽车制冷系统制冷系统原理

3）干燥过程储液干燥器将中温、高压的液态制冷剂过滤，除去制冷剂中的杂质和水分，送入膨胀阀，并根据制冷负荷情况储存小部分的制冷剂。4）膨胀过程膨胀阀将过滤后的中温、高压液态制冷剂利用节流原理，使其转变为低压雾状的液／气态混合物，送入蒸发器。新能源汽车制冷系统制冷系统原理5）蒸发过程低压雾状的液／气态混合物流至蒸发器，吸收车内周围的热量而汽化，达到制冷的目的。

吸收热量后的制冷剂再次被压缩机吸入进行下一个工作循环，进而实现持续制冷的目的。新能源汽车暖风系统是将冷空气送入热交换器，吸收某种热源的热量，提高空气的温度，并将热空气送入车内。汽车暖风系统的作用如下：（1）与蒸发器一起共同将空气调节到使人感到舒适的温度。（2）在寒冷的冬季向车内供暖，提高车内空气的温度。（3）当车窗结霜，影响驾驶员和乘客的视线，不利于行车安全时，可通过采暖装置吹出的热风除霜。新能源汽车暖风系统暖风系统功用及组成新能源汽车暖风系统新能源汽车暖风系统与传统汽车主要区别在于加热方式不同，以下介绍新能源汽车暖风的加热方式。

1）PTC加热器的加热方式纯电动汽车没有传统汽车的发动机，没有了热源，因此需要靠PTC加热器的热能来采暖。PTC是正温度系数（PositiveTemperatureCoefficient）的英文缩写。利用PTC材料的热敏特性，制成热敏开关类产品。利用发热类PTC性能稳定、升温迅速、受电源电压波动影响小等特性，制成的各种加热器产品，已成为金属电阻丝类发热材料最理想的替代产品。目前，已大量应用于电动汽车暖风系统、电动汽车除霜机等。

新能源汽车暖风系统新能源汽车暖风系统的加热方式采用PTC热敏陶瓷元件，由若干单片组合后与波纹散热铝条经高温胶黏结而成，具有热阻小、换热效率高的显著优点。它的最大特点在于安全性，即遇风机故障堵转时，PTC加热器因得不到充分散热，功率会自动急剧下降，此时加热器的表面温度维持限定温度（一般为240℃左右），从而不致产生电热管类加热器表面的“发红”现象，从而排除了发生事故的隐患。PTC加热器外形展示新能源汽车暖风系统新能源汽车暖风系统的加热方式1）PTC加热器的加热方式

PTC加热器的结构与参数，如图所示。（1）加热器：由2组电热阻丝并联组成，单独控制。（2）温度传感器：用于检测加热器本体的温度，控制加热器导通和切断。PTC加热器结构示意图新能源汽车暖风系统新能源汽车暖风系统的加热方式1）PTC加热器的加热方式新能源汽车冷却液的作用一方面是给汽车上的容易发热的元件（如电机等）散热，另一方面是在温度较低的情况下提供热能来供驾驶室采暖。纯电动汽车没有传统汽车的发动机，没有了足够的热源，这样一来在温度较低的情况下仅靠电动汽车上的电器元件工作的热量来加热冷却液是远远不够的，无法给驾驶室提供足够的温度。新能源汽车暖风系统新能源汽车暖风系统的加热方式2）加热丝加热冷却液的方式取暖

冷却液加热装置加热装置的工作状态如下：（1）冷却液温度较低时的工作状态如图所示，加热丝导通，被加热的冷却液在水泵的作用下经换向水阀送往散热器，实现加热取暖功能。冷却液加热装置工作状态新能源汽车暖风系统新能源汽车暖风系统的加热方式2）加热丝加热冷却液的方式取暖（2）冷却液温度较高时的工作状态如图所示，当冷却液温度较高时，加热丝工作回路断开，加热丝不共作，停止加热冷却液。冷却液加热装置工作状态新能源汽车暖风系统新能源汽车暖风系统的加热方式2）加热丝加热冷却液的方式取暖暖风加热系统的另一种实现方式是热泵。空调系统的制冷/制热模式由四通换向阀转换，实线箭头表示制冷工况，虚线箭头表示制热工况。从原理上讲，该系统与普通的热泵空调并无区别，但是用于电动汽车上时，专门开发了双工作腔滑片压缩机、直流无刷电动机和逆变器控制系统。在热泵工况下，系统从融霜模式转为制热模式时，风道内换热器上的冷凝水将迅速蒸发，在风窗玻璃上结霜，会影响驾驶的安全性。热泵式空调示意图新能源汽车暖风系统新能源汽车暖风系统的加热方式3）暖风系统的热泵实现方式新能源汽车暖风系统暖风系统工作原理比亚迪E6车型的空调系统采用机电一体化压缩机制冷及PTC制热模块采暖。暖风功能通过约3000W的PTC制热模块制热，制热效果好，同时可以调节制热量。新能源汽车空调控制系统电控单元将根据驾驶员或乘员通过空调显示控制面板上的按钮进行的设定，使空调系统自动运行，并根据各种传感器输入的信号，对送风温度和送风速度及时地进行调整，使车内的空气环境保持最佳状态。驾驶员还可以根据气候变化通过选择送风口来改变车内的温度分布。新能源汽车空调控制系统

汽车空调系统中一般设有一个或几个压力保护开关，压力开关分高压开关、低压开关和高低压组合开关三种。空调系统的压力太高、太低，将会严重损坏空调压缩机，或者会使制冷系统出现工作异常、蒸发器表面结冰等现象。新能源汽车空调通风、净化与配气系统

目前，汽车上采用的通风方式主要有动压通风、强制通风和综合通风三种。汽车在行驶过程中，汽车不同部位与空气流产生不同的压力，如图所示。汽车进排气口位置的选择取决于车身结构和风压分布状况，通常进气口设置在正风压区，排气口设置在负风压区，这样就可借助风压进行空气流动。空调通风系统新能源汽车空调通风、净化与配气系统空调净化系统

汽车行驶过程中，粉尘是最大的污染物，空调净化系统对室外空气中粉尘的净化，主要采取过滤除尘和静电除尘两种形式。1）过滤除尘过滤除尘是在空调系统的送风和回风口处设置由无纺布、过滤纤维等组成的干式纤维空气滤清装置，主要是对尘埃等颗粒物进行过滤。对大颗粒尘埃，直接被纤维过滤装置拦住，而小颗粒尘埃在随气流运动过程中，与过滤纤维摩擦产生静电而被吸附在过滤器表面。

汽车空调净化的目的就是除去车内有害气体及粉尘，使车内保持清洁舒适的空气环境。新能源汽车空调通风、净化与配气系统空调净化系统2）静电除尘静电除尘是在空气进口的过滤器后面再设置一套静电除尘装置。静电除尘是利用高压电极产生高压电场，对空气进行电离，使尘粒带电，然后在电场作用下产生定向运动，沉降在正负电极上而实现对空气的过滤除尘。

通过控制面板上的气流选择调节拨杆或旋钮进行调节出风口的位置，分别设置了中央出风口、边出风口、脚下出风口和风挡玻璃除霜出风口等不同的出风口。1）气流选择新能源汽车空调通风、净化与配气系统空调配气系统

温度调节采用冷暖