◆文/北京 李玉茂

(接上期)

電動(dòng)汽車也會(huì)采用很多已經(jīng)在燃油汽車上使用的輔助系統(tǒng)，如EPS電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、ABS制動(dòng)系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)汽車維修技術(shù)人員早已掌握。本文只介紹電動(dòng)汽車專有的輔助系統(tǒng)：電動(dòng)壓縮機(jī)、PTC加熱器、冷卻系統(tǒng)、制動(dòng)助力系統(tǒng)。

一、電動(dòng)壓縮機(jī)

1.制冷系統(tǒng)組成

空調(diào)系統(tǒng)包括制冷、加熱、通風(fēng)、空氣凈化、電子控制5個(gè)子系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)主要由電動(dòng)壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液干燥罐、膨脹閥、蒸發(fā)器、壓力開(kāi)關(guān)等組成，如圖1所示。

圖1 制冷系統(tǒng)組成

制冷系統(tǒng)分為低壓和高壓兩個(gè)部分，低壓壓力范圍0.2～0.25MPa，高壓壓力范圍1.5～1.6MPa，平衡狀態(tài)的壓力在0.6MPa左右，使用R134a制冷劑和專用冷凍油。制冷劑循環(huán)如圖2所示，藍(lán)色數(shù)值是低溫低壓氣態(tài)，紅色數(shù)值是高溫高壓氣態(tài)，橘色數(shù)值是高溫高壓液態(tài)，綠色數(shù)值是低溫低壓霧狀，單位bar，1bar=0.1MPa。

圖2 制冷劑循環(huán)

2.電動(dòng)壓縮機(jī)

(1)對(duì)電動(dòng)壓縮機(jī)的要求

電動(dòng)汽車對(duì)壓縮機(jī)的要求首先是效率高，然后是結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、噪聲低、成本低、能在各種氣候下工作。壓縮機(jī)由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，應(yīng)能適應(yīng)電機(jī)高轉(zhuǎn)速性能。

(2)安裝位置

電動(dòng)壓縮機(jī)是電動(dòng)汽車專有設(shè)備，是用來(lái)代替發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。電機(jī)控制器、電機(jī)與壓縮機(jī)集成一體，用3條螺栓將電動(dòng)壓縮機(jī)固定在底盤上，如圖3所示，而不是像燃油汽車那樣固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的一側(cè)。

圖3 電動(dòng)壓縮機(jī)安裝位置

(3)電機(jī)類型

有直流和交流兩種類型，直流電機(jī)通過(guò)改變電壓調(diào)速，交流電機(jī)通過(guò)改變?nèi)嘟涣麟姷念l率調(diào)速。

北汽新能源EV200采用直流無(wú)刷無(wú)傳感器電機(jī)。如圖4所示，高壓插接器是從高壓盒引來(lái)的高壓正、高壓負(fù)兩根電線，低壓插接器是12V正極線、接地線、用于控制轉(zhuǎn)速的PWM信號(hào)線、CAN-h和CAN-l線。電機(jī)控制器采用可控硅，改變直流電壓進(jìn)行有級(jí)或無(wú)級(jí)調(diào)速。

圖4 直流無(wú)刷電機(jī)

電動(dòng)壓縮機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造如圖5所示，定子有6個(gè)線圈磁極，轉(zhuǎn)子是永久磁極，電機(jī)控制器控制轉(zhuǎn)速范圍在1 000～6 500r/min。電機(jī)以吸入的制冷劑直接冷卻，電機(jī)控制器通過(guò)外殼間接冷卻。

圖5 電動(dòng)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)

(4)壓縮機(jī)類型

燃油汽車的壓縮機(jī)有斜盤式(固定排量)、可變斜盤式(可變排量)。電動(dòng)汽車常采用渦旋式壓縮機(jī)，排量不變，通過(guò)調(diào)節(jié)直流電機(jī)的電壓，或者改變交流電機(jī)的頻率來(lái)改變輸出流量。

3.渦旋式壓縮機(jī)

(1)優(yōu)點(diǎn)

①高效節(jié)能、可靠性高。吸氣、壓縮、排氣連續(xù)單向進(jìn)行，沒(méi)有柱塞壓縮時(shí)的氣體泄漏，軸密封采用摩擦小的柔性機(jī)構(gòu)。

②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕。零件數(shù)量是活塞式壓縮機(jī)的三分之一，體積是柱塞式壓縮機(jī)的40%，質(zhì)量是柱塞式壓縮機(jī)的85%。

③容積效率高，因?yàn)闆](méi)有吸氣閥，氣體在多腔室連續(xù)壓縮，所以容積效率高，特別適用于變頻調(diào)速電機(jī)。

④啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、噪聲低、振動(dòng)小。一對(duì)渦旋盤中幾個(gè)月牙空間可以同時(shí)進(jìn)行壓縮，即多腔室連續(xù)壓縮，數(shù)個(gè)不同相位的工作循環(huán)同時(shí)進(jìn)行，前一個(gè)波峰恰與后一個(gè)波谷疊合，故使驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變化很小，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。由于排氣連續(xù)進(jìn)行，排氣閥片的機(jī)械撞擊和氣流脈動(dòng)幾乎不存在，噪聲比其他類型壓縮機(jī)低3～5dB。運(yùn)動(dòng)部件作半徑很小的圓周運(yùn)動(dòng)，慣性小，振動(dòng)非常小。

(2)結(jié)構(gòu)

如圖6所示，渦旋式壓縮機(jī)主要由靜渦旋盤、動(dòng)渦旋盤、定子(軸向止推機(jī)構(gòu))、轉(zhuǎn)子(偏心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))、排氣閥片及密封件組成。因?yàn)闅怏w被吸入兩個(gè)渦旋盤之間，被壓縮而提高壓力，所以稱作渦旋式壓縮機(jī)。

圖6 渦旋盤

(3)工作原理

兩個(gè)渦旋盤同為漸開(kāi)線形，靜渦旋盤與動(dòng)渦旋盤相互成180°裝配在一起，如圖7所示。靜渦旋盤固定，動(dòng)渦旋盤沿著很小的偏心距(偏心回轉(zhuǎn)半徑)軌道逆時(shí)針擺動(dòng)。動(dòng)渦盤只有公轉(zhuǎn)，沒(méi)有自轉(zhuǎn)，并與靜渦旋盤接觸，兩個(gè)盤之間形成3個(gè)變?nèi)莘e的腔室。

動(dòng)渦旋盤逆時(shí)針擺動(dòng)1周(360°)，如圖8所示，第1個(gè)腔室在吸氣(氣體以藍(lán)色表示)，第2個(gè)腔室將上一周吸入的氣體壓縮(氣體以黃色表示)，第3個(gè)腔室將上一周壓縮的氣體排出(氣體以紅色表示)。網(wǎng)上有很多渦旋式壓縮機(jī)工作原理的視頻，讀者觀看后會(huì)一目了然。壓縮機(jī)持續(xù)進(jìn)行吸氣、壓縮、排氣循環(huán)，沒(méi)有負(fù)荷的起伏變化，因此運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，這種特性對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)非常有利。

圖8 動(dòng)渦旋盤逆時(shí)針擺動(dòng)1周

4.電動(dòng)壓縮機(jī)端子定義

(1)壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)

北汽新能源EV200電動(dòng)壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 電動(dòng)壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)

(2)壓縮機(jī)端子定義

北汽新能源EV200電動(dòng)壓縮機(jī)插座，分為高壓插座和低壓插座，如圖9所示，各端子定義見(jiàn)表2。

圖9 電動(dòng)壓縮機(jī)插座

表2 電動(dòng)壓縮機(jī)端子定義

二、加熱器

1.加熱器類型

(1)PTC空氣加熱器

裝有PTC空氣加熱器的空調(diào)箱如圖10所示，PTC加熱器如圖11所示。

圖10 PTC空氣加熱空調(diào)

圖11 PTC加熱器

(2)WTC水加熱器

裝有WTC水加熱器的空調(diào)箱如圖12所示，空調(diào)箱內(nèi)部如圖13所示。

圖12 WTC水加熱空調(diào)箱

圖13 WTC水加熱空調(diào)箱內(nèi)部

(3)其他加熱方式

有些電動(dòng)汽車采用熱泵式空調(diào)系統(tǒng)，遠(yuǎn)紅外式加熱器也在試驗(yàn)階段。

2.PTC空氣加熱器

(1)PTC總成

PTC的中文意思是正溫度系數(shù)熱敏電阻，PTC加熱器由PTC陶瓷發(fā)熱元件與鋁管組成，具有熱阻小、發(fā)熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，是一種自動(dòng)恒溫、省電、安全性能好的電加熱器。北汽新能源EV200的PTC總成如圖14所示，PTC總成結(jié)構(gòu)如圖15所示。

圖14 PTC總成

圖15 PTC總成結(jié)構(gòu)