八、空调系统
E72是首款采用电动空调压缩机的BMW量产车型。由于该压缩机带有一个电动传装置,空调系统可以不通过内燃机驱动。因此无论是在纯电动行驶期间还是静止状态下,空调系统都可以为客户提供相同的制冷效果。
(一)电动空调压缩机
电动空调压缩机(EKK)安装位置如图114所示。电动空调压缩机是一个高电压组件,每个高电压组件的壳体上都带有一个标记,售后服务人员或车主可以通过标记很直观地看出高电压可能带来的危险标识,如图115所示。
售后服务人员进行高电压组件方面的工作前,必须通过执行安全规定关闭高电压系统。然后将所有高电压组件断电,从而确保安全地进行工作。如果售后服务人员忘记按规定关闭系统,则通过一个附加安全措施自动关闭高电压系统。电动空调压缩机上的插接连接件始终受控首先断开12V插头,艺后才能断开高电压插头。通过断开12V插头,使高电压接触监控电路断路,并使高电压车载网络断电。
E72的电动空调压缩机与E71皮带驱动式空调压缩机的安装位置相同。由于E72的电动空调压缩机不通过多楔带驱动,因此纯理论上它可以安装在车辆的任何位置,但是出于空间原因和利用现有冷凝器连接的考虑没有更改其安装位置。
(1)电动空调压缩机的结构 电动空调压缩机的结构如图116所示,这种电动空调压缩机由Denso Automotive公司制造和研发。
①EKK控制单元和DC/ AC转换器。EKK控制单元根据IHKA的要求对空调压缩机转速进行控制。此外,它还对EKK进行诊断,并通过PTCAN与其他控制单元进行通信。DC/AC转换器可将直流电压转换为用于驱动三相交流电机所需的交流电压。控制单元和DC/AC转换器集成在整个空调压缩机的铝合金壳体内,通过流经的气态制冷剂进行冷却。DC/AC转换器温度超过110℃时,EKK控制单元就会将其关闭。通过提高转速用于自身冷却等各种措施可有效防止达到如此高的温度,由EKK进行温度监控。
②三相交流电机。使用一个三相交流同步电机作为空调压缩机的驱动装置,它采用一种内部转子结构,通过六个永久磁铁形成转子磁场,同步电机运行时的转速范围为2000~9000r/min且可进行无级调节。同时最大电功率为5kW,如图117所示。
(2)压缩机械机构 使用螺旋型压缩机进行制冷剂压缩,螺旋截面外盘中的箭头显示了压缩后冷却剂的出口位置,如图118所示。螺旋截面外盘由同步电机通过一个轴驱动并进行偏心旋转。通过螺旋截面外盘上的两个开口吸入低温低压气态制冷剂并通过两个螺旋截面盘片的移动使其压缩、变热。
经过3周旋转后,吸人的制冷剂压缩、变热,可通过外盘中部开口以气态形式释放,如图119所示。高温高压气态制冷剂由此经油气分离器流至空调压缩机与冷凝器的接口。
在混合动力车辆上对附属总成噪声方面有很高要求,由于在静止状态下和电动行驶期间内燃机并不运行,因而无法掩盖附属总成的噪声。需对电动空调压缩机的噪声进行优化处理,因此在空调压缩机与冷凝器的接口处安装了一个专用消音器。
(二)制冷系统
制冷系统与传统车辆上的制冷系统基本相同,如图120所示。循环回路中作为冷却剂使用的R134a可以在系统的不同位置吸收和释放热量。可以通过车辆前方的热交换器(冷凝器)将从车内和高电压蓄电池吸收的热量释放到环境空气中。启用乘员区空调系统或高电压蓄电池需要冷却时,电动空调压缩机就会接通,系统对相应位置进行冷却,此时可分别进行车内冷却和高电压蓄电池冷却,由高电压车载网络为电动空调压缩机提供所需能量。在此,IHKA是主控制单元。它根据接收的BCP和HCP请求向HIM发出指令,打开或关闭相应电磁阀。
客户关闭空调压缩机时,空调压缩机接通/闭按钮上的LED就会熄灭,虽然空调压缩机可能仍处于接通状态以便对高压蓄电池进行冷却。
根据高电压蓄电池的SOC值,可在已建立行驶准备状态下(总线端15接通)向电动空调压缩机发出进行车内冷却的请求(星形LED亮起)。为了能够分别对车内和蓄电池进行冷却,在制冷剂循环回路中集成了专用电磁阀,该电磁阀可根据实际需要开启部分循环回路,因此可以保证系统高效和正常的调节特性,表12所示为阀门和电动空调压缩机之间的调控关系。
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