新能源汽車電氣技術(shù)項(xiàng)目五 新能源汽車暖風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)

項(xiàng)目五新能源汽車暖風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)

任務(wù)1新能源汽車的暖風(fēng)系統(tǒng)《新能源汽車電氣技術(shù)》知識(shí)目標(biāo)：掌握新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)作用掌握新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)的工作原理技能要求：掌握汽新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)的工作原理【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.1新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車的區(qū)別

新能源汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車區(qū)別的是壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)方式發(fā)生了變化。新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)采用電驅(qū)動(dòng)的方式，而傳統(tǒng)汽車絕大多數(shù)采用發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)。新能源汽車在暖風(fēng)實(shí)現(xiàn)的形式上，通常是利用電加熱的方式來產(chǎn)生暖風(fēng)。電加熱的方式有兩種：一種是通過加熱冷卻液，再經(jīng)過循環(huán)為暖風(fēng)水箱提供熱量，另一種是直接加熱經(jīng)過蒸發(fā)箱的空氣實(shí)現(xiàn)暖風(fēng)?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】1.2新能源汽車送風(fēng)系統(tǒng)新能源汽車送風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車基本相似，空氣通過蒸發(fā)器和熱交換器形成冷風(fēng)或暖風(fēng)和風(fēng)速。通風(fēng)控制系統(tǒng)上的各種位置可使模式閥門通過風(fēng)道混合或引入冷風(fēng)、熱風(fēng)和外部空氣通過空調(diào)系統(tǒng)，氣流由風(fēng)道系統(tǒng)和出風(fēng)口將空氣輸送到乘客室?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】1.2新能源汽車送風(fēng)系統(tǒng)新能源汽車送風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車基本相似，空氣通過蒸發(fā)器和熱交換器形成冷風(fēng)或暖風(fēng)和風(fēng)速。通風(fēng)控制系統(tǒng)上的各種位置可使模式閥門通過風(fēng)道混合或引入冷風(fēng)、熱風(fēng)和外部空氣通過空調(diào)系統(tǒng)，氣流由風(fēng)道系統(tǒng)和出風(fēng)口將空氣輸送到乘客室。【任務(wù)學(xué)習(xí)】在“AUTO(自動(dòng))”模式中會(huì)自動(dòng)選擇相應(yīng)的模式狀態(tài)，使用“MODE(模式)”按鈕可更改車輛的送風(fēng)模式。如果當(dāng)前顯示一個(gè)送風(fēng)模式，則按“MODE(模式)”按鈕可選擇下一送風(fēng)模式?？諝饬飨虬聪铝心Ｊ竭M(jìn)行改變：?

吹面－通過儀表板出風(fēng)口送風(fēng)。?

雙向－通過儀表板出風(fēng)口、吹腳出風(fēng)口送風(fēng)。?

吹腳－通過吹腳出風(fēng)口送風(fēng)。?

混和－通過吹腳、前風(fēng)窗出風(fēng)口送風(fēng)。?

除霜－前風(fēng)窗出風(fēng)口送風(fēng)?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】1.3空調(diào)制熱原理制熱系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)和電加熱器（PTC）、加熱器水泵、加熱器芯體等組成。

【任務(wù)學(xué)習(xí)】當(dāng)自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)處于加熱模式時(shí)，加熱器在高壓電的作用下對冷卻液進(jìn)行加熱，高溫冷卻液被加熱器水泵抽入加熱器芯。同時(shí)，冷暖溫度控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)至采暖位置，氣流在鼓風(fēng)機(jī)的作用下流過加熱器芯，產(chǎn)生熱量傳遞。外部空氣在進(jìn)入乘客艙前，與加熱后的空氣混合，吹出舒適的暖風(fēng)。

【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.4新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)的作用新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)是將冷空氣送入熱交換器，吸收某種熱源的熱量，提高空氣的溫度，并將熱空氣送入車內(nèi)。暖風(fēng)系統(tǒng)的作用如下：1.與蒸發(fā)器一起共同將空氣調(diào)節(jié)到使人感到舒適的溫度。2.與寒冷的冬季向車內(nèi)供暖，提高車內(nèi)空氣的溫度。3.當(dāng)車窗結(jié)霜，影響駕駛員和乘客的視線，不利于行車安全時(shí)，可通過采暖裝置吹出的熱風(fēng)除霜

【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.5新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)部件介紹新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)調(diào)速電阻、電子開關(guān)模塊、風(fēng)機(jī)、輪式換風(fēng)器、PTC加熱器、溫度傳感器、出風(fēng)風(fēng)道、出風(fēng)口等元件構(gòu)成，電子開關(guān)模塊包括場效應(yīng)管（MOSFET）、光電耦合器等部件。PTC加熱器作為加熱元件，通過動(dòng)力蓄電池為其供電，其電子開關(guān)模塊控制其通電發(fā)熱，風(fēng)機(jī)和輪式換風(fēng)器實(shí)現(xiàn)暖風(fēng)的輸送及風(fēng)向的改變。暖風(fēng)系統(tǒng)采用PTC電阻加熱器，安全可靠，能自行調(diào)整駕駛室內(nèi)溫度。

【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.5.1加熱器加熱器由電阻膜和散熱元件組成，在一定電壓范圍內(nèi)，加熱的功率隨電流變化而變化，電阻膜的電阻隨溫度變化的影響較小，因此電加熱器可輸出穩(wěn)定的功率，從而為制熱系統(tǒng)提供穩(wěn)定的熱源。1.5.2加熱器芯加熱器芯體是加熱器系統(tǒng)的主要部件。加熱器芯體位于空調(diào)主機(jī)內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液從發(fā)動(dòng)機(jī)被泵入加熱器芯體，加熱器芯體將來自加熱器冷卻液的熱量傳輸給流經(jīng)加熱器芯體的空氣，加熱器芯體有特有的進(jìn)口和出口暖風(fēng)水管。拆卸時(shí)，加熱器芯體的曖風(fēng)水管路必須完全泄放。

【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.6新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)的加熱方式新能源汽車暖風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車主要區(qū)別在于加熱方式不同，以下介紹新能源汽車暖風(fēng)的加熱方式。PTC加熱器的加熱方式純電動(dòng)汽車沒有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，沒有了熱源，因此需要靠PTC加熱器的熱能來采暖。PTC是正溫度系數(shù)(PositiveTemperatureCoefficient)的英文縮寫。1950年荷蘭人Haayman偶然首次發(fā)現(xiàn)了BaTiO3,陶瓷的PTC鐵電效應(yīng)，之后探索這種機(jī)理的研究一直引人矚目。PTC自理論問世至工業(yè)化生產(chǎn)走過了20余年的歷史，而PTC產(chǎn)品的大量使用是近40年的事情。目前，PTC技術(shù)已成為現(xiàn)代化工業(yè)的重要組成部分。作為一種新型熱敏電阻材料，其主要用途可分為開關(guān)和發(fā)熱兩大類別。利用PTC材料的熱敏特性，制成熱敏開關(guān)類產(chǎn)品。利用發(fā)熱類PTC性能穩(wěn)定、升溫迅速、受電源電壓波動(dòng)影響小等特性，制成的各種加熱器產(chǎn)品，已成為金屬電阻絲類發(fā)熱材料最理想的替代產(chǎn)品。目前，已大量應(yīng)用于電動(dòng)汽車暖風(fēng)系統(tǒng)、電動(dòng)汽車除霜機(jī)等?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】PTC加熱器采用PTCR熱敏陶瓷元件，由若干單片組合后與波紋散熱鋁條經(jīng)高溫膠黏結(jié)而成，具有熱阻小、換熱效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)。它的最大特點(diǎn)在于安全性，即遇風(fēng)機(jī)故障堵轉(zhuǎn)時(shí)，PTC加熱器因得不到充分散熱，功率會(huì)自動(dòng)急劇下降，此時(shí)加熱器的表面溫度維持限定溫度（一般為240℃左右)，從而不致產(chǎn)生電熱管類加熱器表面的“發(fā)紅”現(xiàn)象，從而排除了發(fā)生事故的隱患。PTC加熱器的結(jié)構(gòu)（1)加熱器：由2組電熱阻絲并聯(lián)組成，單獨(dú)控制。（2）溫度傳感器：檢測加熱器本體的溫度，控制加熱器導(dǎo)通和切斷。（3）熔斷器：防止加熱器失控發(fā)生火災(zāi)。PTC加熱器的控制原理：點(diǎn)火開關(guān)打開后，空調(diào)繼電器為壓縮機(jī)控制器、PTC控制器和PTC.提供電源。PTC控制器根據(jù)來自空調(diào)面板的暖風(fēng)請求信號(hào)（CAN-H和CAN-L)以及溫度傳感器信號(hào)，控制PTC加熱器工作?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】2．加熱絲加熱冷卻液的方式取暖新能源汽車?yán)鋮s液的作用一方面是給汽車上的容易發(fā)熱的元件(如電機(jī)等）散熱，另一方面是在溫度較低的情況下提供熱能來供駕駛室采暖。純電動(dòng)汽車沒有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，沒有了足夠的熱源，這樣一來在溫度較低的情況下僅靠電動(dòng)汽車上的電器元件工作的熱量來加熱冷卻液是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，無法給駕駛室提供足夠的溫度。

為保證在溫度較低的情況下，給車內(nèi)提供足夠的溫度，冷卻液循環(huán)系統(tǒng)上安裝了一個(gè)加熱裝置，串聯(lián)在冷卻液循環(huán)系統(tǒng)中，來加熱冷卻液，使冷卻液達(dá)到合適的溫度，加熱器一般包括控溫器和限溫器?？販仄饕话愣荚O(shè)置在插入水中的金屬管內(nèi)，其最高控制溫度一般都設(shè)定在合適的溫度區(qū)域，這樣就可保證加熱器有較大的蓄熱量。為了避免控溫器失靈時(shí)加熱冷卻液溫度過高，而影響車輛的工作性能，熱水器上安裝了限溫器，其限溫值設(shè)定在略高于控溫器的最高控制溫度，一旦加熱溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，限溫器便立即切斷電源，避免了因加熱失控而影響整車性能?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】3.暖風(fēng)系統(tǒng)的熱泵實(shí)現(xiàn)方式暖風(fēng)加熱系統(tǒng)的另一種實(shí)現(xiàn)方式是熱泵。由傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)的直流無刷電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷/制熱模式由四通換向閥轉(zhuǎn)換，實(shí)線箭頭表示制冷工況，虛線箭頭表示制熱工況。從原理上講，該系統(tǒng)與普通的熱泵空調(diào)并無區(qū)別，但是用于電動(dòng)汽車上時(shí)，專門開發(fā)了雙工作腔滑片壓縮機(jī)、直流無刷電動(dòng)機(jī)和逆變器控制系統(tǒng)。在熱泵工況下，系統(tǒng)從融霜模式轉(zhuǎn)為制熱模式時(shí)，風(fēng)道內(nèi)換熱器上的冷凝水將迅速蒸發(fā)，在風(fēng)窗玻璃上結(jié)霜，會(huì)影響駕駛的安全性。

項(xiàng)目五新能源汽車暖風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)

任務(wù)2

新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)《新能源汽車電氣技術(shù)》知識(shí)目標(biāo)：掌握汽新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成掌握新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)掌握新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)作用技能要求：掌握汽新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的工作原理【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.1系統(tǒng)概述空調(diào)控制為控制面板和熱管理控制器相互配合，空調(diào)面板為按鍵信息采集部件，主要負(fù)責(zé)按鍵信息采集，然后將信息通過LIN線發(fā)給熱管理控制器，由熱管理控制器負(fù)責(zé)控制各元件工作。背光及顯示信息由熱管理控制器將信號(hào)通過LIN發(fā)給空調(diào)面板，在空調(diào)面板上顯示。自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不論車輛外部天氣狀況如何都可以給乘客室提供舒適的乘坐環(huán)境，系統(tǒng)由下列主要部件組成:制冷系統(tǒng)制熱系統(tǒng)空氣分配系統(tǒng)模式/溫度控制系統(tǒng)【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.1.1壓縮機(jī)壓縮機(jī)類型為電動(dòng)渦旋式，壓縮機(jī)控制器與壓縮機(jī)集成一體，通過電機(jī)自身的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)渦旋盤壓縮，完成制冷劑的吸入和排出，為制冷循環(huán)提供動(dòng)力。壓縮機(jī)是的汽車空調(diào)制冷裝置的心臟，其作用是將低壓低溫的氣態(tài)制冷劑壓縮成高壓高溫的氣態(tài)制冷劑，并推動(dòng)制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)吉利EV450采用的電動(dòng)渦流式壓縮機(jī)屬于第3代壓縮機(jī)，電動(dòng)壓縮機(jī)采用螺旋式的壓縮盤?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】渦流式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)主要分為動(dòng)靜式和雙公轉(zhuǎn)式兩種。目前動(dòng)靜式應(yīng)用最為普遍，它的工作部件主要包括動(dòng)渦輪（旋轉(zhuǎn)渦管)與靜渦輪（固定渦管)。動(dòng)、靜渦輪的結(jié)構(gòu)十分相似，都是由端板和由端板上伸出的漸開線形渦旋齒組成。兩者偏心配置且相互錯(cuò)開，靜渦輪靜止不動(dòng)，而動(dòng)渦輪在專門防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下，由曲柄軸帶動(dòng)做偏心回轉(zhuǎn)平動(dòng)，即無自轉(zhuǎn)，只有公轉(zhuǎn)?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】2．壓縮機(jī)的工作過程【任務(wù)學(xué)習(xí)】2．壓縮機(jī)的工作過程渦流式壓縮機(jī)的具體工作原理：吸氣口設(shè)在固定渦旋輪外側(cè)，由于曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，氣體由邊緣吸入，并被封閉在月牙形容積內(nèi)，隨著接觸線沿渦旋面向中心推進(jìn)，月牙形容積逐漸縮小而壓縮氣體。高壓氣體則通過固定渦旋盤上的軸向中心孔排出。【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.1.2冷凝器、儲(chǔ)液干燥器從空調(diào)壓縮機(jī)出來的高溫高壓制冷劑蒸汽流入冷凝器，冷凝器由能進(jìn)行快速熱傳遞的鋁管和冷卻翅片制成，冷卻翅片通過散熱把高溫高壓的制冷劑蒸汽凝結(jié)成中溫高壓的液體。儲(chǔ)液干燥器位于冷凝器的右側(cè)，與冷凝器焊接成一體。儲(chǔ)液干燥器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證中溫高壓的氣液混和制冷劑進(jìn)入，而從儲(chǔ)液干燥器出來的是中溫高壓的液態(tài)制冷劑。儲(chǔ)液干燥器內(nèi)部有吸附制冷系統(tǒng)水分的干燥劑，干燥劑不能重復(fù)使用。由于下列原因出現(xiàn)泄漏時(shí)儲(chǔ)液干燥器芯不能維修只能更換。1.穿孔2.密封區(qū)損壞3.外界空氣進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)間已相當(dāng)長【任務(wù)學(xué)習(xí)】1.1.3室外溫度傳感器室外溫度傳感器影響車內(nèi)空氣溫度的自動(dòng)控制：這些傳感器都是對溫度敏感的熱敏元件，傳感器的電阻和溫度呈反比對應(yīng)關(guān)系。空調(diào)控制模塊根據(jù)電阻值信息設(shè)置內(nèi)外循環(huán)電機(jī)，冷暖溫度風(fēng)向電機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速模塊等來控制空調(diào)溫度。室外溫度傳感器位于車輛前保險(xiǎn)杠下面的前格柵區(qū)域，空調(diào)控制模塊使用這個(gè)傳感器來獲知周圍空氣溫度信息，使用該信息空調(diào)控制模塊會(huì)在儀表上顯示外部溫度?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】1.1.4環(huán)境光及陽光傳感器環(huán)境光及陽光傳感器位于儀表板裝上部裝飾襯墊左邊。環(huán)境光及陽光傳感器屬于光照能量傳感器，該傳感器可測量陽光照射到車輛所產(chǎn)生的熱量，為空調(diào)控制模塊提供更多的補(bǔ)償參數(shù)?？照{(diào)控制模塊根據(jù)車外光照強(qiáng)度的狀態(tài)和車內(nèi)空調(diào)工況需求，實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整空調(diào)風(fēng)量和冷/熱風(fēng)混合比例，讓所有乘員均能獲得最舒適的感覺?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】1.1.5室內(nèi)空調(diào)主機(jī)室內(nèi)空調(diào)主機(jī)位于儀表板內(nèi)，由鼓風(fēng)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速模塊、空調(diào)濾清器、加熱器芯、蒸發(fā)器、膨脹閥、冷暖溫度風(fēng)向控制電機(jī)以及各種空氣偏轉(zhuǎn)風(fēng)門、通風(fēng)風(fēng)道構(gòu)成。1.鼓風(fēng)電機(jī)鼓風(fēng)機(jī)由永磁型馬達(dá)、鼠籠式風(fēng)扇組成。鼓風(fēng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的變化取決于鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速模塊。如用戶選擇最大空調(diào)模式，絕大部分進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)的空氣來自乘客艙(內(nèi)循環(huán))。【任務(wù)學(xué)習(xí)】2.蒸發(fā)器與膨脹閥蒸發(fā)器位于空調(diào)主機(jī)的左側(cè)。空調(diào)主機(jī)安裝在車上時(shí)，需要對其進(jìn)行拆卸，才能拆卸和安裝蒸發(fā)器與膨脹閥。拆卸時(shí)，蒸發(fā)器的制冷劑管路必須完全泄放。維修時(shí)，配備獨(dú)立制冷劑管路的蒸發(fā)器必須已經(jīng)是安裝好的。膨脹閥與蒸發(fā)器相連，安裝于蒸發(fā)器的一端，位于蒸發(fā)器進(jìn)口，膨脹閥的一側(cè)連接著空調(diào)壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣管，一側(cè)連接著蒸發(fā)器的進(jìn)、排氣管，在液體管路內(nèi)對高壓液體制冷劑形成限制，使制冷劑流向蒸發(fā)器時(shí)成為低壓液體。膨脹閥根據(jù)空調(diào)壓力下限、空調(diào)壓力上限從大到小改變位置。蒸發(fā)器在空氣進(jìn)入乘客室之前對其進(jìn)行冷卻和除濕。蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑蒸發(fā)，從而吸收通過蒸發(fā)器氣流的熱量?？諝庵械臒崃總鹘o蒸發(fā)器芯的時(shí)候，空氣中的水分濕氣會(huì)凝結(jié)在蒸發(fā)器芯的外表面上形成水流出。蒸發(fā)器上配備有溫度傳感器以防止其結(jié)冰。該傳感器對蒸發(fā)器上散熱片的表面溫度進(jìn)行測量，若其溫度低于大約0℃(32oF)，則壓縮機(jī)就不會(huì)繼續(xù)工作。若該溫度增加至4℃(39oF)以上，壓縮機(jī)便重新開始工作?！救蝿?wù)學(xué)習(xí)】3.制冷劑R-134a與潤滑油制冷劑在空調(diào)系統(tǒng)中有吸收熱量、攜帶熱量、釋放熱量的作用。車輛使用R-134a制冷劑，制冷劑R-134a為無毒、阻燃、透明、無色的液化氣體。進(jìn)行需要打開制冷系統(tǒng)管路或部件的維修作業(yè)前，應(yīng)參閱制冷劑管路和管接頭的處置以及保持化學(xué)品穩(wěn)定性的說明R-134a系統(tǒng)加注專用潤滑油MA68EV合成制冷劑油，此制冷劑油易吸水，需要在