電動汽車空調(diào)壓縮機山東聊城瑞發(fā)電動汽車配件有限公司
熱電制冷技術(shù)是在20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的，其理論基礎(chǔ)是波爾貼、塞貝克物理效應(yīng)。我國在20世紀(jì)60年代開始對熱電技術(shù)進行了研究。熱泵是利用一部分高質(zhì)能從低位熱源中吸取一部分熱量，并把這兩部分能量一起輸送到需要較高溫度的環(huán)境或介質(zhì)的設(shè)備。正溫度系數(shù)(PTC)電加熱器使用具有正溫度系數(shù)的熱敏材料作為加熱元件，其電阻和發(fā)熱功率可以根據(jù)自身的溫度變化自發(fā)調(diào)節(jié)，從而達到控制受控對象溫度變化的目的。
(1)制冷系統(tǒng)
半導(dǎo)體制冷又稱為熱電制冷，是固態(tài)制冷技術(shù)，它不用制冷劑，沒有運行件。其熱電堆起著壓縮式制冷壓縮機的作用，冷端及其熱交換器則相當(dāng)于壓縮式制冷蒸發(fā)器，而熱端及其熱交換器相當(dāng)于冷凝器。通電時自由電子和空穴在外電場的作用下，離開熱電堆的冷端向熱端移動，相當(dāng)于制冷劑在壓縮機中的壓縮過程。在電熱堆的冷端，通過熱交換器的吸熱，同時產(chǎn)生電子-空穴對，相當(dāng)于制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的吸熱和蒸發(fā)。在電熱堆的熱端，發(fā)生電子-空穴對的復(fù)合，同時通過熱交換器散熱，相當(dāng)于制冷劑在冷凝器中的發(fā)熱和凝結(jié)。
熱電空氣調(diào)節(jié)具有以下特點：熱電元件工作需要直流電源；改變電流方向即可產(chǎn)生制冷、制熱的逆效果；熱電制冷片熱慣性非常小，制冷時間很短，在熱端散熱良好、冷端空載的情況下，通電不到1min，制冷片就能達到最大溫差；調(diào)節(jié)組件工作電流的大小即可調(diào)節(jié)制冷速度和溫度，溫度控制精度可達0.001℃，并且容易實現(xiàn)能量的連續(xù)調(diào)節(jié)；在正確設(shè)計和應(yīng)用條件下，其制冷效率可達90%以上，而制熱效率遠大于1；體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，有利于減小電動汽車的整備質(zhì)量；可靠性高、壽命長并且維護方便；沒有轉(zhuǎn)動部件，因此無振動、無摩擦、無噪聲且耐沖擊。
(2)暖風(fēng)系統(tǒng)
燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)的暖風(fēng)熱源主要由發(fā)動機冷卻液提供，而電動汽車的暖風(fēng)系統(tǒng)與之不同。電動汽車空調(diào)系統(tǒng)暖風(fēng)常見的方案如下：
①熱泵。由傳動帶驅(qū)動的直流無刷電動機的電動汽車熱泵式空調(diào)系統(tǒng)工作原理如圖所示。空調(diào)系統(tǒng)的制冷/制熱模式由四通換向閥轉(zhuǎn)換，實線箭頭表示制冷工況，虛線箭頭表示制熱工況。從原理上講，該系統(tǒng)與普通的熱泵空調(diào)并無區(qū)別，但是用于電動汽車上，其專門開發(fā)了雙工作腔滑片壓縮機、直流無刷電動機和逆變器控制系統(tǒng)。在熱泵工況下，系統(tǒng)從融霜模式轉(zhuǎn)為制熱模式時，風(fēng)道內(nèi)換熱器上的冷凝水將迅速蒸發(fā)，在風(fēng)窗玻璃上結(jié)霜，影響駕駛的安全性。
②PTC電加熱器。PTC電加熱器是采用PTC熱敏電阻元件為發(fā)熱源的一種加熱器。PTC熱敏電阻通常是用半導(dǎo)體材料制成的，它的電阻隨濕度變化而急劇變化，當(dāng)外界溫度降低，PTC電阻值隨之減小，發(fā)熱量反而會相應(yīng)增加。按材質(zhì)可以分為陶瓷PTC熱敏電阻和有機高分子PTC熱敏電阻。用于空調(diào)輔助電加熱器的是陶瓷PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻元件因具有隨環(huán)境溫度高低的變化，其電阻值隨之增加或減小的變化特性，所以PTC加熱器具有節(jié)能、恒溫、安全和使用壽命長等特點。
電動汽車熱泵式空調(diào)系統(tǒng)原理
空調(diào)輔助電加熱器可以分為粘接式陶瓷PTC加熱器和金屬PTC管狀加熱器。粘接式陶瓷PTC加熱器是將多個陶瓷PTC芯片及鋁波紋散熱片用耐高溫樹脂膠粘接在一起的加熱器，其散熱性好，電氣性能穩(wěn)定。其中粘接式陶瓷PTC加熱器又分為加熱器表面帶電型和加熱器表面不帶電型。
金屬PTC管狀加熱器采用進口鎳鐵合金絲為發(fā)熱材料，發(fā)熱管外鑲鋁散熱片，其散熱效果非常好。加熱器配用溫度控制器和熱熔斷器，使產(chǎn)品使用更安全可靠。這種加熱器具有PTC材料的良好特性，一些空調(diào)均采用此類加熱器作為輔助加熱。
③余熱+輔助PTC。利用大功率器件(功率變換、驅(qū)動電機、電機控制器等)工作時產(chǎn)生的熱量，對車內(nèi)環(huán)境進行熱交換。當(dāng)熱量不足時，啟用輔助PTC加熱器。
