新能源汽车空调系统功能详细解释与工作逻辑
新能源汽车空调系统功能详细解释与工作逻辑
新能源汽车的空调系统不仅为乘客提供舒适的乘坐环境，还是确保电池和电机正常工作的重要保障。本文将详细介绍新能源汽车空调系统的工作原理、结构组成以及控制逻辑，帮助读者深入了解这一复杂而精密的系统。
空调系统概述
空调系统的主要功能是将汽车车厢内空气的温度、湿度、清洁度及空气流动调整和控制在最佳状态，为乘员提供舒适的乘坐环境，减少旅途疲劳；为驾驶员创造良好的工作条件，对确保安全行车起到重要作用的装置。根据需求，由鼓风机提供动力源，将空气经空调箱后被加热或冷却，从风道吹向风窗或乘客。
制冷系统
制冷系统的主要作用是在车外环境温度较高时降低车内温度，使乘客感到凉爽、舒适。冷却系统主要由电动压缩机、冷凝器、制冷剂集成模块总成、膨胀阀、蒸发箱、高低压管路、电池冷却器等组成。
暖风系统
暖风系统的主要作用是在车外环境温度较低时增加车内温度，使乘客感到温暖。暖风系统主要由电动压缩机、内部冷凝器、室外换热器、制冷剂集成模块总成、膨胀阀、高低压管路、PTC(高压加热器)等组成。
制冷剂回路
制冷剂回路是空调系统的核心部分，通过制冷剂的循环实现热量的转移。主要组成部分包括：
- 膨胀水壶总成
- 空调管总成-前舱蒸发器进出管
- 室外换热器
- 空调管总成-冷凝器出口
- 空调管总成-冷凝器进口
- 制冷剂集成模块总成
- 空调管总成-压缩机吸气管
- 空调管总成-压缩机排气管
- 压缩机总成
- 空调管总成-内部冷凝器进出管
- 前空调蒸发箱总成
- 前空调分配箱总成
电动压缩机
电动压缩机用3个螺栓安装在前舱的安装支架上，通过高压电驱动，是整个系统制冷剂循环工作的动力源。压缩机上总共2个接插件，一个高压接插件、一个低压接插件。在制冷模式下，压缩机将来自蒸发器的低压、低温蒸汽压缩为高压、高温蒸汽，输送到冷凝器。在制热模式下，压缩机将来自外部冷凝器的低压、低温蒸汽压缩为高压、高温蒸汽，输送到内部冷凝器。
电磁膨胀阀
电磁膨胀阀是指在普通热力膨胀阀上装有可切断制冷剂流量的开关电磁阀，普通膨胀阀是通过感温部感知蒸发器出口冷媒温度和压力，调整阀的开度，实现节流降压，调节流量，保持一定过热度，防止液击和异常过热。电磁膨胀阀为2线式，为电源和接地线，实现控制流道开关的功能。
PTC加热器
PTC加热器通过高压加热电热丝产生热量，PTC为高压件，有接地线，禁止私自拆卸接地线，防止接触不良，造成人员伤害。
电池冷却器
电池冷却器通过膨胀阀进入电池冷却器内部蒸发器，膨胀吸热，蒸发器外部是电池冷却液，冷却液热量被蒸发器带走，温度下降，再经过电池冷却电池。
制冷剂集成模块
制冷剂集成模块总成由电磁阀，电子膨胀阀，阀岛，干燥储液罐，单向阀，支架等组成。制冷剂集成模块总成安装于前舱右侧前部，主要用于控制制冷剂走向，以实现不同空调热管理模式切换。
室外换热器
室外换热器集成于冷却风扇上，位于车辆前舱，是空调系统的主要热交换部件。室外换热器芯体采用横置式双流程结构，通过图中右侧全铝集液管上的进出口压块与冷媒回路连接。流经室外换热器芯体的空气通过扁管和翅片与冷媒进行热交换从而散热或者吸热。
系统控制
空调系统的控制主要包括温度设置、自动控制、SYNC设置、通风系统、制冷系统、暖风系统和除湿系统等多个方面。通过中央显示屏和后侧功能岛等设备，驾驶员可以实现对空调系统的全面控制。
工作模式
新能源汽车空调系统的工作模式主要包括制冷模式、制热模式、除湿模式和电池冷却模式等。每种模式下，系统通过不同的控制策略实现对车内环境的调节。
制冷模式
当空调系统制冷、除雾模式时，压缩机吸入低温低压的气态制冷剂，并压缩成高温高压的气态制冷剂后由压缩机→制冷剂集成模块总成（此时常开电磁阀（热泵）通电工作，关闭与内部冷凝器的管路；常闭电磁阀（热泵）不工作，常开电磁阀（制冷）不工作，电子膨胀阀不工作。导通压缩机出口管路与外部冷凝器入口管路）高温高压气态制冷剂→外部冷凝器（与外部空气热交换液化成高温高压的液体）→干燥储液罐（过滤杂质和水份）→同轴管高压管→电磁膨胀阀（降低温度和压力，变成低温低压的液气混合物）→前蒸发箱（与车内空气进行热交换，液气混合物汽化成低温低压的气体，带走车内空气热量）→同轴管低压管→压缩机。
制热模式
当空调系统制热模式时，压缩机吸入低温低压的气态制冷剂，并压缩成高温高压的气态制冷剂后由压缩机→制冷剂集成模块总成（此时常开电磁阀（制冷）通电工作，关闭与外部冷凝器的管路；常闭电磁阀（热泵）通电工作，电子膨胀阀工作；常开电磁阀（热泵）不工作。导通压缩机出口管路与内部冷凝器入口管路）高温高压气态制冷剂由制冷剂集成模块总成→内部冷凝器（降温并向车内散热，制冷剂冷却成高温高压的液体）→干燥储液罐→同轴管高压管→电子膨胀阀（雾化高温高压液态制冷剂）→外部冷凝器（液态制冷剂汽化成低温低压的气体）→低压管路→压缩机。
除湿模式
空调制热除湿的原理是利用制冷循环和热泵循环相结合的方式来实现。制冷循环和热泵循环相结合，通过制冷循环吸收室内的湿气形成水滴，同时通过热泵循环提供热量使室内温度升高。
电池冷却模式
高压电池冷却系统通过冷媒散热回路冷却，冷却液通过冷媒系统中的chiller进行散热，从而为整个高压电池降温。当空调系统给电池冷却时，压缩机吸入低温低压的气态制冷剂，并压缩成高温高压的气态制冷剂后由压缩机→制冷剂集成模块总成（此时常开电磁阀（热泵）通电工作，关闭与内部冷凝器的管路；常闭电磁阀（热泵）不工作，常开电磁阀（制冷）不工作，电子膨胀阀不工作。导通压缩机出口管路与外部冷凝器入口管路）高温高压气态制冷剂→外部冷凝器（与外部空气热交换液化成高温高压的液体）→干燥储液罐（过滤杂质和水份）→同轴管高压管→电子膨胀阀（降低温度和压力，变成低温低压的液气混合物）→电池冷却器总成（带走冷却液热量）→同轴管低压管→压缩机。
总结
新能源汽车空调系统是一个复杂而精密的系统，通过电动压缩机、冷凝器、蒸发器、电磁阀等关键部件的协同工作，实现对车内环境的精确控制。随着新能源汽车的普及，了解空调系统的工作原理对于提高驾驶体验和车辆维护具有重要意义。