七、空调电动压缩机
宝马i3的暖风和空调系统主要满足两方面的需求。首先要满足乘客舱内舒适的温度,为了延长高电压蓄电池的使用生命周期,高电压蓄电池温度高时,需要进行冷却。
空调电动压缩机(EKK)由三相同步电机、EKK控制单元、AC逆变器、空调压缩机等元件组成,如图20所示。
三相同步电机用于驱动EKK,电能来自高电压蓄电池,所需的三相交流电由EKK内DC/AC转换器的AC逆变器转换而成。三相电机的运转转速在860-8 600r/min之间无级变化。电功率可达4.5kW,在环境温度高、高电压蓄电池温度高以及空气流动慢时,需要最大电机功率。
根据自动空调控制模块(IHKA)的请求,EKK控制单元控制EKK内三相电机的转速,并把运转状况反馈给旧KA。通过LIN总线,EKK控制单元与IHKA通信,IHKA是EKK的主控制单元。
DC/AC转换器把直流电压转换成三相同步电机需要的三相交流电压。EKK控制单元和DC/AC转换器集成在EKK的铝壳体内,气态制冷剂流动时进行冷却。如果DC/AC转换器的温度超过125℃,EKK控制单元断开高电压电源。通过加快初始冷却速度等措施,温度不会太高。电动空调压缩机控制单元监测温度,如果温度低于112℃, EKK继续运转。
EKK电源电压在200~410V之间,高于或低于电压范围时,动力收到限制,关闭EKK.
要压缩制冷剂,使用螺旋式压缩机,如图21所示。
带螺旋轮廓的内盘由三相同步电机用一根轴驱动,低温低压的气态制冷剂从固定的带轮廓外盘的两个开口注入,通过两个盘的移动压缩并加热。
经过三次旋转之后,已经压缩并加热的制冷剂从外盘中间的出口排出,经过一个油液分离器后,高温高压的制冷剂进入冷凝器。EKK的最高转速是8 600r/min,制冷剂最高出口压力是30bar(1 bar=10的5次方Pa)。制冷剂压缩原理如图22所示。
防止接触圆形高电压接头的高电压端子,高电压接头不是高电压互锁环电路元件。EKK的电容小于100μF,电容通过EKK中的被动电阻放电。EKK断开后,5s之内,电压低于60V。EKK电路图如图23所示。
八、电加热器
由于效率非常高,从电机传递的热量低于从发动机传递的热量,这些热量不能用于加热。为了能够控制车内温度,宝马i3使用电加热器元件位置如图24所示。
电加热器的最大电功率是5.5kW(280Vx20A),电加热器由三个加热线圈组成,通过电加热器内的电子开关接通或断开这三个加热线圈,电加热器如图25所示。
电加热器加热冷却液,冷却液经电动冷却液泵加压后循环,加热的冷却液流过乘客舱内的热交换器,放出热量。鼓风机把加热的空气吹入乘客舱,冷却液散热后流回储液罐,如图26所示。