Struktura, obwód, sterowanie elektroniczne, układ sterowania i zasada działania układu klimatyzacji pojazdu elektrycznego
1. Struktura układu klimatyzacji w nowych pojazdach elektrycznych zasilanych wyłącznie energią elektryczną
Układ klimatyzacji nowych pojazdów elektrycznych zasilanych czystą energią jest zasadniczo taki sam, jak w pojazdach zasilanych paliwem tradycyjnym, składający się ze sprężarek, skraplaczy, parowników, wentylatorów chłodzących, dmuchaw, zaworów rozprężnych oraz akcesoriów do rurociągów wysokiego i niskiego ciśnienia. Różnica polega na tym, że główne części układu klimatyzacji nowych pojazdów elektrycznych zasilanych czystą energią działają - sprężarka nie ma źródła zasilania pojazdu zasilanego paliwem tradycyjnym, więc może być napędzana tylko przez akumulator samego pojazdu elektrycznego, co wymaga dodania silnika napędowego do sprężarki, połączenia silnika napędowego i sprężarki oraz sterownika, czyli, jak często mówimy - elektrycznej sprężarki spiralnej
2. Zasada sterowania nowym systemem klimatyzacji pojazdu zasilanego wyłącznie energią elektryczną
Cały sterownik pojazdu ∨CU zbiera sygnał przełącznika AC klimatyzatora, sygnał przełącznika ciśnienia klimatyzatora, sygnał temperatury parownika, sygnał prędkości wiatru i sygnał temperatury otoczenia, a następnie tworzy sygnał sterujący przez magistralę CAN i przesyła go do sterownika klimatyzatora. Następnie sterownik klimatyzatora steruje włączaniem i wyłączaniem obwodu wysokiego napięcia sprężarki klimatyzatora.
3. Zasada działania nowego, czysto elektrycznego układu klimatyzacji samochodowej
Kompresor klimatyzacji zasilany energią elektryczną jest źródłem zasilania układu klimatyzacji pojazdu zasilanego energią elektryczną. W tym miejscu rozdzielamy chłodzenie i ogrzewanie układu klimatyzacji zasilanego energią elektryczną:
(1) Zasada działania układu chłodzenia w układzie klimatyzacji nowych pojazdów elektrycznych zasilanych wyłącznie energią elektryczną
Gdy układ klimatyzacji działa, elektryczna sprężarka klimatyzacji zapewnia normalną cyrkulację czynnika chłodniczego w układzie chłodniczym. Elektryczna sprężarka klimatyzacji stale spręża czynnik chłodniczy i przesyła go do parownika. Czynnik chłodniczy pochłania ciepło w parowniku i rozszerza się, dzięki czemu parownik jest chłodzony. Wentylator wydmuchuje zimne powietrze.
(2) Zasada ogrzewania układu klimatyzacji w nowych pojazdach elektrycznych zasilanych wyłącznie energią elektryczną
Ogrzewanie klimatyzacyjne w pojazdach zasilanych paliwem tradycyjnym opiera się na wykorzystaniu wysokiej temperatury czynnika chłodzącego w silniku. Po otwarciu ciepłego powietrza, czynnik chłodzący o wysokiej temperaturze w silniku przepływa przez zbiornik ciepłego powietrza, a powietrze z dmuchawy również przechodzi przez zbiornik ciepłego powietrza, dzięki czemu wylot powietrza z klimatyzatora może wydmuchać ciepłe powietrze. Jednak klimatyzacja pojazdu elektrycznego, ponieważ nie ma silnika, obecnie większość nowych pojazdów zasilanych energią elektryczną na rynku osiąga ogrzewanie pojazdu za pomocą pompy ciepła lub ogrzewania PTC.
(3) Zasada działania pompy ciepła jest następująca: w powyższym procesie ciecz o niskiej temperaturze wrzenia (taka jak freon w klimatyzatorze) odparowuje po dekompresji przez przepustnicę, pochłania ciepło z niższej temperatury (takiej jak na zewnątrz samochodu), a następnie spręża parę przez sprężarkę, powodując wzrost temperatury, uwalnia pochłonięte ciepło przez skraplacz i skraplając, a następnie powraca do przepustnicy. Ten cykl stale przenosi ciepło z chłodniejszego do cieplejszego (potrzebnego ciepła) obszaru. Technologia pompy ciepła może zużywać 1 dżul energii i przenosić ponad 1 dżul (lub nawet 2 dżule) energii z chłodniejszych miejsc, co skutkuje znacznymi oszczędnościami w zużyciu energii.
(4) PTC to skrót od Positive Temperature Coefficient (dodatni współczynnik temperaturowy), który ogólnie odnosi się do materiałów półprzewodnikowych lub komponentów o dużym dodatnim współczynniku temperaturowym. Podczas ładowania termistora rezystancja nagrzewa się, aby podnieść temperaturę. PTC, w skrajnym przypadku, może osiągnąć tylko 100% konwersji energii. Potrzeba 1 dżula energii, aby wytworzyć co najwyżej 1 dżul ciepła. Elektryczne żelazko i lokówka używane w naszym codziennym życiu są oparte na tej zasadzie. Jednak głównym problemem ogrzewania PTC jest zużycie energii, które wpływa na zasięg pojazdów elektrycznych. Biorąc za przykład 2-kilowatowy PTC, praca z pełną mocą przez godzinę zużywa 2 kWh energii elektrycznej. Jeśli samochód przejedzie 100 kilometrów i zużyje 15 kWh, 2 kWh spowoduje utratę 13 kilometrów zasięgu jazdy. Wielu właścicieli samochodów z północy narzeka, że zasięg pojazdów elektrycznych skurczył się zbyt mocno, częściowo z powodu zużycia energii przez ogrzewanie PTC. Ponadto, w chłodne dni aktywność materiału w akumulatorze elektrycznym spada, wydajność rozładowania nie jest wysoka, a przebieg ulega obniżeniu.
Różnica pomiędzy ogrzewaniem PTC a ogrzewaniem pompą ciepła w przypadku klimatyzacji pojazdów zasilanych nowymi źródłami energii polega na tym, że: ogrzewanie PTC = wytwarzanie ciepła, ogrzewanie pompą ciepła = przetwarzanie ciepła.
