新能源电池热管理机组空调压缩机详解
电动压缩机是由逆变器、电机和压缩机构成。逆变器使通过高压电池的直流电转换成交流电(三相),输送到电机,驱动电机运转。压缩机为涡旋型,与电机直接连接,电机直接控制压缩机运转而逆变器和电机在运转时会产生高温,因此压缩机采用了通过吸入的冷媒进行冷却降温的构造。

电动压缩机系统由多个精密部件构成,其中电机作为动力源,驱动压缩机内部的转子旋转,进而压缩制冷剂。高压插头与互锁装置则确保了高压电源(通常为350V直流电)的安全可靠连接,这是电动压缩机正常工作的基础。同时,系统还配备了低压插头,为控制模块提供12V的稳定电源,以及0V接地,确保电路的稳定性和安全性。
新能源汽车电动压缩机普遍采用电动涡旋压缩机,主要由壳体、电控单元、电机定子与转子、动涡盘、静涡盘等零部件组成(如下图)。其中,动静涡盘旋转组成数对月型腔体,分别形成了涡旋压缩机的吸气腔、压缩腔和排气腔,并且对于具有三对月牙型腔体的电动涡旋压缩机在每一周有一对吸气口、一对吸气腔、一对压缩腔、一个排气口和一个排气腔。


(1)优点
1)高效节能、可靠性高。吸气、压缩、排气连续单向进行,没有柱塞压缩时的气体泄漏,轴密封采用摩擦小的柔性机构。
2)结构简单、体积小、质量轻。体积是柱塞压缩机的40%,质量是柱塞压缩机的85%。
3)容积效率高。因为没有吸气阀,气体在多腔室连续压缩,所以容积效率高,特别适用于变频调速电动机。
4)起动转矩小、噪声低、振动小。一对涡旋盘中几个月牙空间可以同时进行压缩,即多腔室连续压缩,数个不同相位的工作循环同时进行,前一个波峰恰与后一个波谷叠合,故驱动转矩变化很小,压缩机运转平稳。由于排气连续进行,排气阀片的机械撞击和气流脉动几乎不存在,噪声比其他类型压缩机低3~5dB。运动部件做半径很小的圆周运动,惯性力小,振动非常小。
在电动压缩机的控制方面,控制模块集成了CAN总线接口,这一设计使得电动压缩机能够与车辆的其他电子系统进行实时通信,接收控制指令,并反馈运行状态。CAN-H和CAN-L线分别作为CAN总线的高位和低位线,传输着控制信号和数据,确保了各系统之间的协调一致。
此外,电动压缩机系统还配备了5V/PWM互锁装置,这一设计进一步增强了系统的安全性。PWM(脉宽调制)信号用于调节压缩机的速度和功率,以适应不同的工况需求。而5V信号则提供了稳定的电压参考,确保互锁装置能够准确判断高压连接的状态,防止在连接不正确时意外启动压缩机,从而避免了潜在的安全隐患。
电动压缩机的工作原理相对复杂但高效。当电机驱动压缩机内部转子旋转时,制冷剂在压缩腔内被压缩,从低压状态转变为高压气体。随后,高压气体经过冷凝器散热,变为高压液体。再通过膨胀阀降压,进入蒸发器,吸收车内热量,实现制冷效果。整个过程中,传感器与控制系统实时监测制冷剂的压力与温度,根据监测结果调节电机转速及压缩机运行状态,确保空调系统高效稳定运行。


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