电动汽车空调系统和传统燃油汽车空调系统工作原理相同,只是空调压缩机的驱动方式以及暖风产生方式有所不同。电动汽车采用高压电动空调压缩机,由动力电池驱动。暖风通常采用电加热方式,电加热方式有两种,一种是通过加热冷却液,再经过循环为暖水箱提供热量,另一种是直接加热经过蒸发箱的空气实现暖风。
(1)暖风和通风系统
电动汽车的暖风和通风系统与传统燃油汽车的基本相同。空气通过蒸发器或电加热模块形成的暖风根据驾驶员的需要送到指定出风口。暖风和通风系统部件如图1所示。
新鲜空气从空调滤清器总成流入空调箱总成内,通过鼓风机使空气流过整个系统。根据控制面板上的设置,空气被加热并通过分配风道提供给仪表板、车门及地板上的出风口。
鼓风机安装在空调箱总成内,鼓风机由控制面板上的按键控制,通过位于前机舱熔丝盒内的鼓风机继电器及鼓风机调速电阻控制。鼓风机调速电阻安装在鼓风机出风口内,以利于鼓风机调速电阻散热。
电加热模块是高压电加热器和控制器,安装在空调箱总成内,用于向乘客舱提供暖风。
(2)空调制冷系统
空调制冷系统将车辆内部的热量传递到外部大气中,以提供除湿的凉爽空气给空调箱总成。该系统由电动空调压缩机、冷凝器、空调管路和蒸发器组成,如图2所示。系统是一个填充R134a制冷剂作为传热介质的封闭回路。制冷剂中添加空调润滑油,以润滑电动空调压缩机的内部组件。
为完成热量的传递,制冷剂环绕系统循环,在系统内,制冷剂经历两种压力/温度模式。在每一种压力/温度模式下,制冷剂改变其状态,在改变状态的过程中,吸收与释放最大限度的热量。低压/低温模式从膨胀阀开始,经蒸发器到电动空调压缩机,在膨胀阀内,制冷剂降低压力及温度,然后在蒸发器内改变其状态,从中温液态到低温蒸气,以吸收经过蒸发器周围空气的热量。高压/高温模式从电动空调压缩机开始,经冷凝器到膨胀阀,制冷剂在通过电动空调压缩机时,增加压力及温度,然后在冷凝器内释放热量到大气中,并改变其状态,从高温蒸气到中高温液态。
(3)空调控制系统
空调控制系统有空调控制ECU、空调压力传感器、蒸发器温度传感器、鼓风机控制模块、环境温度传感器、加热器温度传感器、车内温度传感器等组成,如图3所示,系统框图如图4所示。
空调控制ECU通过高速CAN网络与其他控制器相互通信,同时通过LIN线与电动空调压缩机进行通信。空调控制ECU与BCM通过CAN通信,以控制后风窗加热器,通过与网关模块通信连接诊断系统。空调控制ECU还接收来自前保险杠上的环境温度传感器的环境温度信息。
为了运行空调系统,空调控制ECU与电动空调压缩机通信,控制压缩机接通高压电运转。空调控制ECU还控制空调箱总成上的伺服电机、鼓风机速度、空气温度和空气分配。