Estructura, circuito, control electrónico, sistema de control y principio de funcionamiento del sistema de aire acondicionado para vehículos eléctricos.
1. Composición estructural del sistema de climatización de vehículos eléctricos puros de nueva energía
El sistema de aire acondicionado de los vehículos eléctricos puros de nueva energía es básicamente el mismo que el de los vehículos de combustible tradicionales, y consta de compresores, condensadores, evaporadores, ventiladores, sopladores, válvulas de expansión y accesorios de tuberías de alta y baja presión. La diferencia radica en que los componentes principales del sistema de aire acondicionado de los vehículos eléctricos puros de nueva energía, como el compresor, no tienen la fuente de alimentación de un vehículo de combustible tradicional, por lo que solo puede ser accionado por la batería del propio vehículo eléctrico. Esto requiere la adición de un motor de accionamiento al compresor, la combinación del motor de accionamiento, el compresor y el controlador, es decir, lo que comúnmente se conoce como compresor scroll eléctrico.
2. Principio de control del sistema de aire acondicionado de vehículos eléctricos puros de nueva energía
La unidad de control del vehículo (CU) recopila la señal del interruptor del aire acondicionado, la señal del interruptor de presión del aire acondicionado, la señal de temperatura del evaporador, la señal de velocidad del viento y la señal de temperatura ambiente, y luego genera la señal de control a través del bus CAN y la transmite al controlador del aire acondicionado. Posteriormente, el controlador del aire acondicionado controla el encendido y apagado del circuito de alta tensión del compresor del aire acondicionado.
3. Principio de funcionamiento del sistema de aire acondicionado para vehículos eléctricos puros de nueva energía
El compresor eléctrico de aire acondicionado de nueva energía es la fuente de energía del sistema de aire acondicionado de vehículos eléctricos puros de nueva energía; aquí separamos la refrigeración y la calefacción del aire acondicionado de nueva energía:
(1) Principio de funcionamiento de la refrigeración del sistema de aire acondicionado de los vehículos eléctricos puros de nueva energía.
Cuando el sistema de aire acondicionado está en funcionamiento, el compresor eléctrico hace circular el refrigerante normalmente en el sistema de refrigeración. El compresor eléctrico comprime continuamente el refrigerante y lo transmite a la caja de evaporación. En la caja de evaporación, el refrigerante absorbe calor y se expande, enfriando así la caja de evaporación, de modo que el aire que sopla el ventilador es aire frío.
(2) El principio de calefacción del sistema de aire acondicionado de los vehículos eléctricos puros de nueva energía
El sistema de calefacción y aire acondicionado de los vehículos de combustible tradicionales se basa en el refrigerante a alta temperatura del motor. Tras la apertura de la entrada de aire caliente, este refrigerante fluye a través del depósito de aire caliente, y el aire del ventilador también pasa por dicho depósito, permitiendo así que el aire acondicionado salga por la salida. Sin embargo, en los vehículos eléctricos, al no tener motor, la mayoría de los vehículos de nueva energía del mercado logran la calefacción mediante bombas de calor o sistemas de calefacción PTC.
(3) El principio de funcionamiento de la bomba de calor es el siguiente: en el proceso anterior, el líquido de bajo punto de ebullición (como el freón del aire acondicionado) se evapora tras ser descomprimido por la válvula de mariposa, absorbe calor de una temperatura inferior (como la del exterior del coche) y, a continuación, el vapor se comprime mediante el compresor, lo que provoca un aumento de la temperatura. El calor absorbido se libera a través del condensador, donde se licúa, y luego regresa a la válvula de mariposa. Este ciclo transfiere continuamente calor de la zona más fría a la zona más cálida (donde se necesita calor). La tecnología de bomba de calor puede utilizar 1 julio de energía y transferir más de 1 julio (o incluso 2 julios) de energía desde lugares fríos, lo que se traduce en un ahorro significativo en el consumo de energía.
(4) PTC es la abreviatura de Positive Temperature Coefficient (coeficiente de temperatura positivo), que generalmente se refiere a materiales o componentes semiconductores con un coeficiente de temperatura positivo elevado. Al cargar el termistor, la resistencia se calienta para elevar la temperatura. En el caso extremo, el PTC solo puede lograr una conversión de energía del 100%. Se necesita 1 julio de energía para producir como máximo 1 julio de calor. La plancha eléctrica y la rizadora que usamos a diario se basan en este principio. Sin embargo, el principal problema del calentamiento PTC es el consumo de energía, que afecta la autonomía de los vehículos eléctricos. Tomando como ejemplo un PTC de 2 kW, funcionando a plena potencia durante una hora consume 2 kWh de electricidad. Si un coche recorre 100 kilómetros y consume 15 kWh, 2 kWh perderán 13 kilómetros de autonomía. Muchos propietarios de coches en el norte se quejan de que la autonomía de los vehículos eléctricos se ha reducido demasiado, en parte debido al consumo de energía del calentamiento PTC. Además, con el frío del invierno, la actividad del material en la batería disminuye, la eficiencia de descarga no es alta y la autonomía se reduce.
La diferencia entre la calefacción PTC y la calefacción por bomba de calor para el aire acondicionado de vehículos de nueva energía es que: la calefacción PTC = calor de fabricación, la calefacción por bomba de calor = calor de tratamiento.
