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导读: PTC电阻是一种具有正温度敏感性的典型半导体电阻,它可作为发热元件,也可用作热敏开关,还可用于检测温度,但是汽车上的温度传感器则用负温度系数的NTC材料。PTC元件的温度与电阻的特性,如图6-20所示。

我们知道,电动汽车空调一般分为热泵空调和PTC元件制热,那我们来具体了解一下制热源。

空调的制热源

电动汽车空调的供暖系统热源,与电动汽车的形式有所不同。

混合电动汽车虽然有发动机,但是车辆行驶时发动机可运行或不运行,如强混电动车可单纯利用电力驱动行驶,不以发动机为动力,而且纯电动汽车没有发动机,所以有的电动汽车空调采用传统发动机循环冷却水作热源,而当发动机不运转时,则由半导体PTC元件加热,或由储热水罐供热。

1.PTC元件供热

PTC是一种直热式电阻材料,通电时将会产生热量,可供空调制热。如有的电动汽车空调内部有8条PTC发热元件,由空调驱动器将蓄电池高压电源向每条元件供电,功率可达300~600W,用于对冷空气或冷却液加热。

前期的制热装置采用PTC发热条,直接将冷空气加热为热空气,再用风机吹出热气的方式。为提高制热器的效率,现在的制热多采取水为介质,将水加热后送到空调风道的散热器,如图6-19所示,再经风机吹向车厢内或风窗玻璃,用以提高车厢内温度和除去风窗玻璃的霜雾。

 图6-19 PTC元件供热原理图

PTC电阻是一种具有正温度敏感性的典型半导体电阻,它可作为发热元件,也可用作热敏开关,还可用于检测温度,但是汽车上的温度传感器则用负温度系数的NTC材料。PTC元件的温度与电阻的特性,如图6-20所示。

刚对元件通电时,其电阻会随着温度的升高而呈现缓慢下降的趋势,也就是其常温下的发热量较低。而当温度超过“居里温度”时,它的电阻值会随着温度的升高呈阶跃性的增高,

在狭窄温度范围内,如达到250℃温度时,其电阻值会急剧增加几个至十几个数量级,即电阻变得极大,这就是所谓非线性PTC效应。吹出气体的温度最高可达85℃,完全可满足空调制热的要求,如果高于85℃,则PTC电阻变得极大,实际表现为自动停止工作。作为加热用的陶瓷PTC元件,具有自动恒温的特性,可省去一套复杂的温控线路,而且其工作电压可高达1000V,可直接由电池的高压供电。

图6-20 PTC元件的温度-电阻特性曲线

2.储热罐供热

现代混合电动汽车所配置的发动机,多采用阿特金森循环,其特点是膨胀做功行程大于压缩行程,使热效率比普通发动机的奥托循环要高。提高发动机的经济性应是重点,这就要求发动机应始终可靠地在经济转速下运行,发动机节省燃油,提高经济性,比提高发动机的动力性更重要。由于混合电动汽车运行特点,要求发动机的工况比较单一,既要回避怠速热车及小功率的运转,也不需要大功率的产出,因此应在中负荷下运行。

为加速发动机的快速启动及热机过程,一般采用“储热罐”技术,利用储热罐将发动机运转时循环冷却液储存起来,冷启动有一定的预热作用,可缩短热机过程。

这种绝热的储热罐容量较大,放置在前保险杠内侧,能长时间保持较高的温度,一般能保温三天时间。可利用储热罐的热量供给空调的稳定热源,有专用的电动泵将热水泵置入空调散热器。电动水泵的结构,如图6-21所示,它由电动机驱动,但电动机驱动叶轮不直接接触冷却液,称之为不接触式水泵。

电动机的驱动力是通过磁性塑料,将外转子的旋转透过中间的壳体,直接驱动磁性塑料的叶轮内转子旋转,这就是磁性耦合的原理。这种水泵的特点是在运行时可减少水的阻力,有效地降低了功耗。磁性塑料体是由磁性材料与树脂等混合压制而成的,能取得较好的磁力性能。

 图6-21 不接触式电动水泵的内部结构

3.循环冷却液供热

若利用储热罐的供热方式,供热量已不能满足空调制热需求时,空调控制系统将根据设定温度及冷却液温度等信号,综合判定让发动机工作,以让冷却液升温产生足够的热量。

发动机运行的条件:车外温度低于-3℃、冷却液温度低于50℃,空调设定温度为HI或高于20℃,并有供暖需求。当电动汽车运行在内燃机拖动工况时,空调的供热会自动采取传统的发动机循环冷却液的供热方式。

看到这里,大家也就对电动汽车空调系统有基本的了解了。

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