文/河北 石德恩

(接2020年第6期)

9.空調(diào)隔離閥

空調(diào)(A/C)隔離閥如圖36所示。其中，有5個(gè)空調(diào)隔離閥通過(guò)閥塊連接。電磁閥負(fù)責(zé)執(zhí)行空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑的分配，會(huì)導(dǎo)致不同的制冷劑液流方向，因此這就實(shí)現(xiàn)了不同的工作模式，例如冷卻、加熱模式以及混合操作，這取決于熱流量要求。

空調(diào)隔離閥SOV1、2、4和5的內(nèi)部都有一個(gè)用于控制制冷劑流量的球閥，這些空調(diào)隔離閥都是步進(jìn)控制式的閥。隔離閥3是全開或全閉閥，不具備控制制冷劑蒸發(fā)的能力。在打開時(shí)，該閥將允許制冷劑流至固定限流管，此限流管會(huì)使制冷劑蒸發(fā)并進(jìn)入蒸發(fā)器中。空調(diào)隔離閥TXV2也稱電子膨脹閥EXV2，當(dāng)回收熱交換器用作蒸發(fā)器時(shí)，空調(diào)隔離閥TXV2用作節(jié)溫器膨脹閥(TXV)。ATCM控制空調(diào)隔離閥TXV2的開啟，以調(diào)節(jié)制冷劑流量，從而控制回收熱交換器從外部空氣收集到的熱量。各閥的作用如下：

(1)SOV1：當(dāng)需要座艙冷卻和蓄電池冷卻時(shí)，隔離通向間接冷凝器的制冷劑回路。

(2)SOV2：當(dāng)處于熱泵模式1、2、3以及再熱模式2時(shí)，隔離通向OHE的制冷劑回路。

(3)SOV3：當(dāng)在車輛插接電源并進(jìn)行充電的情況下請(qǐng)求蓄電池冷卻時(shí)，以及當(dāng)處于熱泵模式1、2和3時(shí)，隔離通向蒸發(fā)器的制冷劑回路。

(4)SOV4：當(dāng)需要座艙冷卻和蓄電池冷卻時(shí)，隔離來(lái)自間接冷凝器的制冷劑回路。

(5)SOV5：隔離通向外部換交換器(OHE)的制冷劑回路。

圖36 空調(diào)隔離閥

(6)電子膨脹閥EXV2：EXV2具有三個(gè)功能，第一個(gè)功能是全開，以便允許制冷劑以液態(tài)形式自由地從OHE中流過(guò)。第二個(gè)功能是部分開啟，以便在回路處于熱泵模式2和3時(shí)限制制冷劑流量，這就迫使制冷劑變?yōu)檎羝问?，以便在OHE內(nèi)完成從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的狀態(tài)變化。第三個(gè)功能是關(guān)閉并阻止任何制冷劑流向OHE，在回路處于熱泵模式RH1和RH2時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況。

所有隔離閥由供暖、通風(fēng)和空調(diào)(高壓AC)控制模塊ATCM控制。隔離閥3也稱前空調(diào)隔離閥，由ATCM硬線控制。其余5個(gè)閥位于局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)總線上。四個(gè)切斷閥中的三個(gè)閥都是在沒有電流時(shí)由彈簧打開，而另一個(gè)閥是在沒有電流時(shí)由彈簧關(guān)閉。切勿調(diào)換空調(diào)系統(tǒng)中不同位置的空調(diào)隔離閥，因?yàn)檫@樣它們將無(wú)法正常工作。

10.氣候控制間接冷凝器

間接冷凝器傳遞來(lái)自制冷劑的熱量，而座艙冷卻液回路利用這些熱量通過(guò)加熱器芯為座艙加熱。間接冷凝器是制冷劑和冷卻液間的熱交換器，同時(shí)它也是一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)部件。其工作方式與傳統(tǒng)空調(diào)冷凝器相同。與傳統(tǒng)空調(diào)不同的是，它將空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑的熱量傳輸至氣候控制冷卻液，這與傳統(tǒng)空調(diào)冷凝器相反，傳統(tǒng)空調(diào)將制冷劑中的熱量散發(fā)到外部空氣中。被加熱的冷卻液再流過(guò)氣候控制總成中的加熱器芯，冷卻液中的熱量用來(lái)加熱乘客艙。自動(dòng)溫控模塊(ATCM)通過(guò)操作所需的空調(diào)隔離閥，以控制流至氣候控制間接冷凝器的制冷劑流量。

11.電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻器

電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻器位于前艙中。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻器使用來(lái)自空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑，以冷卻電動(dòng)驅(qū)動(dòng)溫度控制系統(tǒng)中的冷卻液,同時(shí)吸取熱量以加熱座艙。ATCM模塊使用局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)總線控制電動(dòng)驅(qū)動(dòng)隔離閥。隔離閥為常閉閥，根據(jù)來(lái)自ATCM的LIN信號(hào)打開。ATCMLIN信號(hào)通過(guò)調(diào)節(jié)隔離閥的開度，控制電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻液所需的冷卻量。隔離閥實(shí)際上是個(gè)電子膨脹閥(EXV1)，它在本質(zhì)上是一個(gè)電動(dòng)膨脹閥(TXV)，可實(shí)現(xiàn)從全閉至全開的全面控制，其操作不依賴于熱變化。電子膨脹閥EXV的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在不依賴制冷劑溫度的情況下實(shí)現(xiàn)全面控制。在制冷劑雙向流動(dòng)且需要能夠完全關(guān)閉以防止制冷劑流動(dòng)的區(qū)域也需要使用EXV，它也可能根據(jù)要求讓制冷劑節(jié)流減壓以蒸發(fā)。制冷劑回路中安裝了兩個(gè)EXV，即EXV1和EXV2，它們由高壓AC控制模塊通過(guò)LIN總線控制。

12.高壓(HV)蓄電池冷卻器

電動(dòng)車(EV)蓄電池冷卻器位于前艙中。電動(dòng)車蓄電池冷卻器使用來(lái)自空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑冷卻電動(dòng)車蓄電池溫度控制系統(tǒng)中的電動(dòng)車蓄電池冷卻液。電動(dòng)車蓄電池冷卻器包含一個(gè)恒溫膨脹閥(TXV)，以控制流經(jīng)的制冷劑。它是一種機(jī)械式TXV，與其他空調(diào)系統(tǒng)中所用的相同。高壓蓄電池冷卻器恒溫膨脹閥上集成了一個(gè)12V隔離閥。ATCM控制電動(dòng)車蓄電池冷卻器隔離閥。隔離閥為常閉閥，根據(jù)來(lái)自ATCM的信號(hào)打開。隔離閥有2針腳接線接頭，分別是來(lái)自ATCM的12V和接地連接。所以，這是一個(gè)電子恒溫膨脹閥(ETXV)，若要打開該ETXV，則需要具有12V電源。ETXV上集成的電磁閥僅在需要蓄電池冷卻時(shí)打開，此時(shí)允許制冷劑流過(guò)蓄電池冷卻器。制冷劑流量由TXV調(diào)節(jié)。

13.制冷劑管道、軟管和閥塊

制冷劑管道、軟管和閥塊如圖37所示。制冷劑管和軟管以及5個(gè)閥塊和2個(gè)止回閥將所有空調(diào)系統(tǒng)部件連接在一起。

回路中一共安裝了兩個(gè)止回閥，一個(gè)位于蒸發(fā)器的出口中。另一個(gè)止回閥位于電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻器和高壓蓄電池冷卻器的出口處。圖38所示是止回閥1，其作用是在未使用蒸發(fā)器時(shí)防止制冷劑油和液體流入蒸發(fā)器和流至固定限流管。圖39中所示是止回閥2，其作用是在未使用蓄電池冷卻器和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻器時(shí)防止制冷劑油和液體流入這些部件。

圖37 制冷劑管道、軟管和閥塊

圖38 止回閥1

圖39 止回閥2

五、空調(diào)(制冷)回路說(shuō)明與操作

1.概述

空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行由自動(dòng)溫控模塊(ATCM)控制。ATCM通過(guò)高速(HS)控制器局域網(wǎng)(CAN)電源模式0系統(tǒng)總線與高壓蓄電池電量控制模塊(BECM)與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制模塊PCM進(jìn)行通信。ATCM調(diào)節(jié)電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)的電源，以滿足溫度控制要求的需求。ATCM將在以下系統(tǒng)提出空調(diào)系統(tǒng)請(qǐng)求時(shí)，控制制冷劑流量，并對(duì)電動(dòng)車蓄電池的使用降至最低包括：乘客艙的氣候控制加熱和冷卻、電動(dòng)車蓄電池溫度控制系統(tǒng)(由BECM控制)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)溫度控制系統(tǒng)(由PCM控制)。

空調(diào)系統(tǒng)回路示意圖如圖40所示。ATCM通過(guò)局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)總線控制電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)。電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷劑循環(huán)。ATCM接收各空調(diào)溫度壓力傳感器和空調(diào)系統(tǒng)的要求，控制系統(tǒng)中的循環(huán)制冷劑流量和壓力差。

圖40 空調(diào)系統(tǒng)回路示意圖

(1)空調(diào)(AC)

空調(diào)(AC)有不同的模式，不同模式相關(guān)的冷劑循環(huán)的原理簡(jiǎn)述如下。

空調(diào)(AC)1-作為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，外部熱交換器(OHE)散發(fā)熱量。蒸發(fā)器中的制冷劑吸收座艙空氣中的熱量，冷卻客艙。

空調(diào)(AC)4-作為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，OHE散發(fā)熱量。蒸發(fā)器中的制冷劑吸收座艙空氣中的熱量，并通過(guò)高壓蓄電池冷卻器吸收高壓蓄電池冷卻液回路中的熱量，冷卻客艙和高壓蓄電池。

空調(diào)(AC)5-僅在車輛插接電源進(jìn)行充電時(shí)，吸收高壓蓄電池冷卻液回路中的熱量，冷卻客艙和高壓蓄電池。

(2)熱泵(HP)

熱泵具有三種工作策略，三者均向間接冷凝器提供熱量，通過(guò)間接冷凝器的熱交換，進(jìn)而加熱座艙冷卻液回路。

熱泵(HP)1-電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻器將其冷卻液回路中的熱量傳遞至制冷劑回路，間接冷凝器利用這些熱量對(duì)座艙進(jìn)行加熱。

熱泵(HP)2-OHE中的空調(diào)制冷劑吸收外部空氣中的熱量，間接冷凝器利用這些熱量加熱座艙。

熱泵(HP)3-熱泵1和2的組合，制冷劑吸收OHE的熱量以及電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻液回路中的熱量，然后通過(guò)間接冷凝器加熱座艙。

(3)再熱(RH)

再熱(RH)用于對(duì)座艙進(jìn)行除濕。

再熱(RH)1-制冷劑通過(guò)蒸發(fā)器吸收來(lái)自座艙空氣的熱量，通過(guò)間接冷凝器加熱座艙冷卻液。然后，加熱器芯將會(huì)再次對(duì)座艙空氣進(jìn)行加熱，該流程將會(huì)對(duì)座艙進(jìn)行除濕。

再熱(RH)2-制冷劑通過(guò)蒸發(fā)器吸收來(lái)自座艙空氣的熱量，以及電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻液回路的熱量，通過(guò)間接冷凝器加熱座艙冷卻液。然后，加熱器芯將會(huì)再次對(duì)座艙空氣進(jìn)行加熱，該流程將會(huì)對(duì)座艙進(jìn)行除濕。

2.客艙加熱的說(shuō)明

電動(dòng)汽車氣候控制系統(tǒng)系統(tǒng)是通過(guò)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)和外部空氣的熱量執(zhí)行乘客艙加熱的。在某些條件下，會(huì)啟用高壓電加熱器。

(1)來(lái)自電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的熱量

空調(diào)系統(tǒng)使用制冷劑將電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的熱量傳輸至氣候控制系統(tǒng)，然后傳輸至乘客艙。熱量從電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻器中的冷卻液中散發(fā)，然后通過(guò)制冷劑從液體到蒸汽的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，將熱量傳輸給制冷劑。然后，在氣候控制間接冷凝器中，制冷劑的狀態(tài)變化逆轉(zhuǎn)，蒸汽冷凝為液體制冷劑，從制冷劑中釋放熱量。

(2)來(lái)自外部空氣的熱量

空調(diào)系統(tǒng)也使用來(lái)自外部空氣的熱量，以供加熱乘客艙。使用回收熱交換器(外部熱交換器OHE)作為蒸發(fā)器，通過(guò)制冷劑從液體到蒸汽的狀態(tài)轉(zhuǎn)化，從外部空氣回收熱量。然后，電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)將制冷劑蒸汽循環(huán)至氣候控制間接冷凝器。在氣候控制間接冷凝器中，制冷劑的狀態(tài)變化逆轉(zhuǎn)，蒸汽冷凝為液體制冷劑，從而從制冷劑中釋放熱量。

(3)間接冷凝器的熱交換

間接冷凝器的熱交換用來(lái)為乘客艙加熱。在間接冷凝器，來(lái)自制冷劑的熱量被傳輸至氣候控制間接冷凝器中的冷卻液，并通過(guò)冷卻液泵循環(huán)至氣候控制總成中的加熱器芯。鼓風(fēng)機(jī)使空氣流經(jīng)加熱器芯，將熱量傳輸?shù)匠丝团摽諝猓瑥亩訜岢丝团?。在車輛靜止時(shí)，或僅使用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)溫度控制系統(tǒng)不能提供足夠的熱量時(shí)，將使用來(lái)自外部空氣的熱量對(duì)乘客艙進(jìn)行加熱。

使用來(lái)自電動(dòng)驅(qū)動(dòng)溫度控制系統(tǒng)和外部空氣的熱量，可以減少高壓(高壓)內(nèi)部加熱器的操作時(shí)間。尤其在寒冷天氣條件下，這可提高車輛乘客艙的加熱效率，并增加車輛行駛的距離。

3.空調(diào)1(AC1)(冷卻座艙，傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)操作)

空調(diào)1(AC1)系統(tǒng)操作回路示意圖如圖41所示?？照{(diào)操作模式AC1僅在環(huán)境氣溫(AAT)超過(guò)0°C時(shí)正常工作。自動(dòng)溫控模塊(ATCM)通過(guò)高速(HS)控制器局域網(wǎng)(CAN)電源模式0接收來(lái)自動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制模塊(PCM)的環(huán)境溫度傳感器(AAT)數(shù)據(jù)。在AC1模式下，空調(diào)系統(tǒng)由ATCM控制，與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)工作方式相同。氣態(tài)制冷劑被電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)壓縮。然后，制冷劑流過(guò)外部熱交換器(OHE)。該部件(OHE)位于車輛冷卻模塊成型件的前方。在傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)中，稱為冷凝器。經(jīng)過(guò)OHE后，制冷劑流過(guò)兩個(gè)打開的隔離閥和一個(gè)固定限流管，然后制冷劑將會(huì)進(jìn)入蒸發(fā)器汽化，此時(shí)發(fā)生狀態(tài)變化，制冷劑吸收了蒸發(fā)器周圍的座艙空氣中的熱量。流出蒸發(fā)器時(shí)制冷劑處于氣態(tài)，然后它將會(huì)流過(guò)一個(gè)單向閥和蓄能器，最后返回電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)。

圖41 空調(diào)1(AC1)回路示意圖 (未完待續(xù))