Aufbau, Schaltung, elektronische Steuerung, Regelsystem und Funktionsprinzip der Klimaanlage eines Elektrofahrzeugs
1. Struktureller Aufbau der Klimaanlage von reinen Elektrofahrzeugen mit neuer Energie
Die Klimaanlage von Elektrofahrzeugen mit neuer Energie entspricht im Wesentlichen der von herkömmlichen Kraftstofffahrzeugen und besteht aus Kompressoren, Kondensatoren, Verdampfern, Kühllüftern, Gebläsen, Expansionsventilen sowie Hoch- und Niederdruckleitungszubehör. Der Unterschied besteht darin, dass die Kernkomponenten der Klimaanlage von Elektrofahrzeugen mit neuer Energie – der Kompressor – nicht über die Stromquelle des herkömmlichen Kraftstofffahrzeugs verfügen und daher nur von der Batterie des Elektrofahrzeugs selbst angetrieben werden können. Dies erfordert einen zusätzlichen Antriebsmotor im Kompressor, die Kombination aus Antriebsmotor und Kompressor sowie die Steuerung, d. h., wir sprechen oft von einem elektrischen Scrollkompressor.
2. Steuerungsprinzip der Klimaanlage eines reinen Elektrofahrzeugs mit neuer Energie
Die Fahrzeugsteuerung ∨CU erfasst das AC-Schaltsignal der Klimaanlage, das Druckschaltersignal der Klimaanlage, das Verdampfertemperatursignal, das Windgeschwindigkeitssignal und das Umgebungstemperatursignal, bildet daraus über den CAN-Bus ein Steuersignal und überträgt es an die Klimaanlagensteuerung. Anschließend steuert die Klimaanlagensteuerung das Ein- und Ausschalten des Hochspannungskreises des Klimakompressors.
3. Funktionsprinzip der Klimaanlage eines reinen Elektrofahrzeugs mit neuer Energie
Der elektrische Klimakompressor von New Energy ist die Energiequelle der rein elektrischen Fahrzeugklimaanlage von New Energy. Hier trennen wir die Kühlung und Heizung der New Energy-Klimaanlage:
(1) Das Kühlfunktionsprinzip der Klimaanlage von Fahrzeugen mit reinem Elektroantrieb
Wenn die Klimaanlage in Betrieb ist, sorgt der elektrische Klimakompressor für eine normale Zirkulation des Kältemittels im Kühlsystem. Der elektrische Klimakompressor komprimiert das Kältemittel kontinuierlich und überträgt es an die Verdampfungsbox. In der Verdampfungsbox nimmt das Kältemittel Wärme auf und dehnt sich aus, wodurch die Verdampfungsbox gekühlt wird und der vom Gebläse geblasene Wind kalte Luft ist.
(2) Das Heizprinzip der Klimaanlage von reinen Elektrofahrzeugen mit neuer Energie
Die Klimaanlage eines Fahrzeugs mit herkömmlichem Kraftstoff ist auf das Hochtemperaturkühlmittel im Motor angewiesen. Nach dem Öffnen der Warmluft strömt das Hochtemperaturkühlmittel im Motor durch den Warmluftbehälter, und der Wind vom Gebläse strömt auch durch den Warmluftbehälter, sodass der Luftauslass der Klimaanlage die warme Luft ausblasen kann. Bei der Klimaanlage eines Elektrofahrzeugs hingegen gibt es keinen Motor. Derzeit wird die Heizung der meisten Fahrzeuge mit alternativer Energie auf dem Markt durch eine Wärmepumpe oder eine PTC-Heizung erreicht.
(3) Das Funktionsprinzip der Wärmepumpe ist wie folgt: Im obigen Prozess verdampft die niedrig siedende Flüssigkeit (z. B. das Freon in der Klimaanlage) nach der Dekompression durch die Drosselklappe, nimmt Wärme von einer niedrigeren Temperatur (z. B. außerhalb des Fahrzeugs) auf und komprimiert den Dampf anschließend durch den Kompressor, wodurch die Temperatur steigt. Die aufgenommene Wärme wird über den Kondensator abgegeben und verflüssigt und kehrt anschließend zur Drosselklappe zurück. Dieser Kreislauf überträgt kontinuierlich Wärme vom kühleren zum wärmeren (Wärmebedarf) Bereich. Die Wärmepumpentechnologie kann 1 Joule Energie verbrauchen und mehr als 1 Joule (oder sogar 2 Joule) Energie von kälteren Orten transportieren, was zu erheblichen Einsparungen beim Stromverbrauch führt.
(4) PTC ist die Abkürzung für Positive Temperature Coefficient (positiver Temperaturkoeffizient) und bezeichnet im Allgemeinen Halbleitermaterialien oder -komponenten mit einem hohen positiven Temperaturkoeffizienten. Durch Aufladen des Thermistors erwärmt sich der Widerstand und die Temperatur steigt. PTC kann im Extremfall nur eine Energieumwandlung von 100 % erreichen. 1 Joule Energie wird benötigt, um höchstens 1 Joule Wärme zu erzeugen. Bügeleisen und Lockenstäbe aus unserem täglichen Leben basieren alle auf diesem Prinzip. Das Hauptproblem der PTC-Heizung ist jedoch der Stromverbrauch, der die Reichweite von Elektrofahrzeugen beeinträchtigt. Beispielsweise verbraucht ein 2-kW-PTC bei voller Leistung eine Stunde lang 2 kWh Strom. Fährt ein Auto 100 Kilometer und verbraucht 15 kWh, gehen durch diese 2 kWh 13 Kilometer Reichweite verloren. Viele Autobesitzer im Norden beklagen, dass die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu stark gesunken sei, was teilweise auf den Stromverbrauch der PTC-Heizung zurückzuführen ist. Darüber hinaus nimmt bei kaltem Wetter im Winter die Materialaktivität in der Batterie ab, die Entladeeffizienz ist nicht hoch und die Kilometerleistung wird reduziert.
Der Unterschied zwischen PTC-Heizung und Wärmepumpenheizung für die Klimatisierung von Fahrzeugen mit neuer Energie besteht darin, dass: PTC-Heizung = Erzeugungswärme, Wärmepumpenheizung = Handhabungswärme.
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