汽车空调液漏(【新能源汽车】空调系统与空调控制器的新功能)

（一）空调系统控制策略

新能源汽车空调的制冷系统与传统内燃机汽车基本相同，暖气供应上则根据产生热源的手段不同而有结构上的差异，最大不同在于把由发动机带动的机械式空调压缩机改为由高压电驱动的电动空调压缩机。

（二）空调系统与空调控制器

新能源汽车的空调控制器与常规内燃机车辆在结构、制冷与取暖的控制策略上并无太大不同，但由于采用了电动空调压缩机和非水暖式的取暖装置，所以相当一部分车型都提供了一个新功能“驻车空调模式”。

驾驶员可通过遥控器或定时器来控制车厢内温度，驻车空调模式与选择的驾驶模式无关。在驻车空调模式下，无法通过操作元件控制空调。AC键的LED亮起，按键暂时无法使用。在进入行驶准备就绪状态时，将关闭驻车空调模式，这时可通过车辆内的操作元件控制空调。驻车空调模式有两种操作方法。

（1）通过智能手机App或客户门户网站进行即刻调温。

可通过智能手机App（如下图所示）或客户门户网站启动驻车空调模式进行即刻调温（此时车辆处于车辆上锁状态）。通过上述两种方式对车厢内温度进行调节。驾驶员可将温度设置在16°C-29°C之间。在“Low”和“High”模式下，空调控制器将温度设置在Low=15.5°C到High=30.5°C之间。在充电模式下，空调运行的最长时间为30分钟，在高压蓄电池运行模式下，最长时间为10分钟。当高压蓄电池的电量超出20%时，可以通过智能手机App进行即刻调温。

（2）通过“maps+more”启动定时程序。

通过定时程序（如下图所示）启动驻车空调模式。如果预选了出发时的温度，在出发前一小时，高压蓄电池充电器控制单元将激活空调控制器。该单元计算达到所需温度的时间，并将该数值传输到高压蓄电池充电器控制单元，随后可重新关闭。如果达到计算的空调启动时间，再次激活空调控制器并开启驻车空调模式。高压蓄电池充电电压控制单元驻车空调模式所需的最大功率限制为一定值。

（三）空调压缩机

新能源汽车有些已不再安装内燃机，或主要不以发动机作为动力源，显然空调制冷的压缩机大多已不能以发动机来驱动，而改由电动机来驱动。这种驱动方式取消了传统的外驱式皮带轮，电动机一般与压缩机组装为一体，形成全封闭的结构，其内部结构如下图所示，这种结构形式员活方便，可装置在发动机室的任何位置，而且电动机与压缩机可采取同轴驱动，不会出现传统驱动方式的皮带打滑、压缩机转速与发动机转速不同步的现象。由于电动机同轴驱动压缩机，可通过调节电动机转速改变压缩机转速，实现空调压缩机排量及制冷量的灵活控制。封闭式的驱动结构，只有电源线及进出气管与外部联系，运行的可靠性较高，故障率较低。

电动汽车空调的制冷系统与传统汽车基本相同，主要由一体化压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和储液干燥器等部件组成，另外，还增加了电气系统的空调驱动器。使用泵气效率较高的涡旋式压缩机（如下图所示）是电动汽车空调的一个共同特点，与其他诸多类型的空调压缩机(如斜盘式、曲柄连杆式、叶片式等压缩机)相比，涡旋式压缩机具有振动小、噪声低、使用寿命长、重量轻、转速高、效串高、外形尺寸小等多个优点，更符合电动汽车的空调使用要求。

涡旋式压缩机包括一个定涡盘和一个动涡盘，这两个相互啮合的涡盘，其线形是相同的，它们相互错开180°安装在一起，即相位角相差180°。涡旋式压缩机的工作原理如图所示，其定涡盘是固定在机架上，而动涡盘由电动机直接驱动。动涡盘是不能自转的、只能围绕定涡盘作很小回转半径的公转运动。当驱动电动机旋转带动动涡盘公转时，制冷气体通过滤芯吸入到定涡盘的外围部分，随着驱动轴的旋转，动涡盘在定涡盘内按轨迹运转，使动、定涡盘之间形成由外向内体积逐渐缩小的腔，制冷气体在动、定调盘所组成的六个月牙形压缩腔内被逐步压缩，最后从定盘中心孔通过阀片将被压缩后的制冷气体连续排出（如图111所示）。

压缩机整个工作过程过程中，所有工作腔均由外向内逐渐变小且处于不同的压缩状况，从而保证涡旋式压缩机能够连续不断地吸气、压缩和排气，虽然压缩机每次排出制冷剂的气量较小，其排出量为27～30cm3,但由于其动涡盘可作高达9000～13000r/min的公转，所以它的排量足够大，能满足车辆空调制冷的需水，当然压缩机的功耗也较大，可达4～7kW。

通过控制永磁同步电动机定子各相绕组的通电频率及电流大小，可高精度调节电动机转子的转速与转矩，并能直接控制压缩机的转速，达到调节制冷剂的排量，以适合汽车运行对空调系统的不同工况要求。

驱动新能源汽车空调压缩机运转的是三相永磁同步电动机，向空调电动机供电的则是三相高压交流电。

高压电池只能提供直流电，为此必须要将直流电转换为交流电，这个任务就由变频器（即功率控制单元）承担，由它产生向空调压缩机和三相水磁同步动机供电的交流电源。三相永磁同步电动机在电动汽车上使用较多，特别是驱动汽车行驶的动力就是由三相磁同步电动机提供的，维修人员了解这种电动机的特点对维修工作很有帮助。

电动汽车在不同历史时期采用不同的电动机，最早采用成本较低的直流电动机，但它存在换向火花、高负载下转速受限制、体积大、经常需要维修等缺点，不能用于封闭式空调压缩机的驱动电动机，而三相永磁同步电动机具有体积小、质量轻、运转效率高、节省电能、可采用变频调速、运转极可靠、维护保养费用低等特点，所以现代新能源汽车空调压缩机首选三相永磁同步电动机。

三相永磁同步电动机主要由定子与转子组成，利用通电的定子绕组产生旋转磁场，作用于永磁转子上形成磁力而同步旋转。电动机定子通入三相交流电，从而在定子与转的气隙间产生旋转磁场，无论定子旋转磁场与永磁转子起始时相对位置如何，定子的旋转磁极与转子的磁极间，总是会产生磁力拖动转子同步旋转。由于转子有磁极，在极低频率下也能旋转运行，所以它比异步电动机的调速范国更宽，如下图所示。

汽车空调三相永磁同步电动机转子的转速虽与定子的旋转磁场能同步运行，但当转子有负荷阻力时，会使电动机转子与定子的磁场轴线间形成角差。负荷越大，功率角也越大，它虽不影响转子的同步运转，但当负荷阻力超大时，功率角将造成转子失速停转。由于汽车空调比较多在中小负荷启动，故不易使电动机转子停转，因此这种永磁同步电动机适合空调作驱动使用，可靠地运用在一体化的空调压缩机中，使用寿命较长。

（四）电动空调的变频器

新能源汽车空调的三相永磁同步电动机，其定子需要三相交流电才能驱动，但车上给压缩机直接提供的只有高压直流电，所以需要空调专用变频器将直流电转化为交流电。

常见的电动空调变频器使用了6个IGBT场效应管，它是绝缘栅双极型晶体管，属于电压控制类器件，其特点是栅极的驱动功率小而饱和压降低，在电力系统和变流技术上广泛使用。IGBT管的导通或截止受控于其上的栅极电压，就能造成IGBT的源极与漏极间的通路或断路状况。如下图所示，当个IGBT的模极按一定规律轮流加上占空比脉冲调制控制电压时，就会让电池的直流高压电流经过变频器，在输出端形成三相正弦交流电流，利于三相永磁同步电动机平稳运转，产生的转矩以驱动空调压缩机。图中与IGBT管并联的二极管是电动机三相绕组的续流二极管，起保护IGBT管的作用。

（五）空调的暖风系统及控制策略

新能源汽车空调中得供暖系统与传统内燃机车辆有所不同，所以有的新能源车型空调采用传统发动机（如混合动力车型）循环冷却水作热源，而当发动机不运转时，则由半导体PTC元件加热，或由储热水罐供热。纯电动汽车则除了加热元件外还采用热泵式空调。

（1）PTC元件供热

PTC是一种直热式电阻材料，通电时将会产生热量，可供空调制热。如有的电动车空调内部有8条PTC发热元件（如下图所示），由空调驱动器将蓄电池高压电源向每条元件供电，功率可达300～600W,用于对冷空气或冷却液的加热。前期的制热装置采用PTC发热条，直接将冷空气加热为热空气，再用风机吹出热气的方式。为提高制热器的效率，现在的制热多也有取水为介质，将水加热后送到空调风道的散热器器，再经风机吹向车厢内或风窗玻璃，用以提高车厢内温度和除去风窗玻璃的霜雾。