Nelle calde giornate estive o nei freddi inverni, l'aria condizionata in auto è essenziale per noi appassionati di automobili, soprattutto quando i finestrini si appannano o si ghiacciano. La capacità dell'impianto di climatizzazione di disappannare e sbrinare rapidamente i vetri gioca un ruolo cruciale nella sicurezza di guida. Nei veicoli elettrici, privi di motore a combustione, non esiste una fonte di calore per il riscaldamento e il compressore non ha la forza motrice del motore per fornire raffreddamento. Come fanno quindi i veicoli puramente elettrici a fornire le funzioni di raffreddamento e riscaldamento dell'aria condizionata? Scopriamolo.
01 Componenti del sistema di raffreddamento dell'aria condizionata
I componenti del sistema di raffreddamento dell'aria condizionata includono: compressore elettrico, condensatore, sensore di pressione, valvola di espansione elettronica, evaporatore, tubi rigidi dell'aria condizionata, tubi flessibili e circuito di controllo.
Compressore:
Il sistema aspira un refrigerante gassoso a bassa temperatura e bassa pressione e lo comprime trasformandolo in un gas refrigerante liquido ad alta temperatura e alta pressione. Durante la compressione, lo stato del refrigerante rimane invariato, ma la temperatura e la pressione aumentano continuamente, formando un gas surriscaldato.
Condensatore:
Il condensatore utilizza una ventola di raffreddamento dedicata per dissipare il calore del refrigerante ad alta temperatura e alta pressione nell'aria circostante, raffreddandolo. In questo processo, il refrigerante passa dallo stato gassoso allo stato liquido, trovandosi quindi ad alta temperatura e alta pressione.
Valvola di espansione:
Il refrigerante liquido ad alta temperatura e alta pressione attraversa la valvola di espansione per strozzarsi e ridurre la pressione prima di entrare nell'evaporatore. Lo scopo di questo processo è raffreddare e depressurizzare il refrigerante e regolarne il flusso per controllare la capacità di raffreddamento. Quando il refrigerante attraversa la valvola di espansione, passa dallo stato liquido ad alta temperatura e alta pressione allo stato liquido a bassa temperatura e bassa pressione.
Evaporatore:
Il refrigerante liquido a bassa temperatura e bassa pressione proveniente dalla valvola di espansione assorbe una grande quantità di calore dall'aria circostante nell'evaporatore. Durante questo processo, il refrigerante passa dallo stato liquido a quello gassoso a bassa temperatura e bassa pressione. Questo gas viene quindi aspirato dal compressore per essere nuovamente compresso.
Dal punto di vista del principio di raffreddamento, il sistema di climatizzazione dei veicoli elettrici è sostanzialmente identico a quello dei veicoli tradizionali a combustione interna. La differenza principale risiede nel metodo di azionamento del compressore del climatizzatore. Nei veicoli tradizionali a combustione interna, il compressore è azionato dalla puleggia della cinghia del motore, mentre nei veicoli elettrici il compressore è controllato elettronicamente per azionare il motore, che a sua volta aziona il compressore tramite l'albero motore.
02 Sistema di climatizzazione e riscaldamento
La fonte di calore è principalmente costituita da un sistema di riscaldamento PTC (Positive Temperature Coefficient). I veicoli elettrici puri utilizzano generalmente due tipi di riscaldatori PTC: un modulo PTC per il riscaldamento dell'aria e un modulo PTC per il riscaldamento dell'acqua. Il PTC è un tipo di termistore a semiconduttore, la cui caratteristica principale è che la resistenza del materiale PTC aumenta con l'aumentare della temperatura. A tensione costante, il riscaldatore PTC si riscalda rapidamente a basse temperature; con l'aumentare della temperatura, la resistenza aumenta, la corrente diminuisce e l'energia consumata dal PTC si riduce, mantenendo così una temperatura relativamente costante.
Struttura interna del modulo PTC per il riscaldamento dell'aria:
È costituito da un controller (incluso un modulo di azionamento a bassa/alta tensione), connettori per cablaggi ad alta/bassa pressione, una pellicola resistiva di riscaldamento PTC, un cuscinetto isolante in silicone termicamente conduttivo e un involucro esterno, come mostrato in figura.
Il modulo PTC per il riscaldamento dell'aria prevede l'installazione diretta del PTC al centro del sistema di riscaldamento dell'abitacolo. L'aria dell'abitacolo viene fatta circolare dal ventilatore e riscaldata direttamente dal riscaldatore PTC. La resistenza riscaldante all'interno del modulo PTC è alimentata ad alta tensione e controllata dalla centralina di controllo del veicolo (VCU).
03 Controllo del sistema di climatizzazione del veicolo elettrico
L'unità di controllo del climatizzatore (VCU) del veicolo elettrico raccoglie i segnali provenienti dall'interruttore del climatizzatore, dal pressostato del climatizzatore, dalla temperatura dell'evaporatore, dalla velocità della ventola e dalla temperatura ambiente. Dopo l'elaborazione e il calcolo, genera segnali di controllo che vengono trasmessi al controller del climatizzatore tramite il bus CAN. Il controller del climatizzatore controlla l'accensione e lo spegnimento del circuito ad alta tensione del compressore del climatizzatore, come mostrato in figura.
Con questo si conclude l'introduzione generale al sistema di climatizzazione dei veicoli elettrici. L'hai trovata utile? Segui Yiyi New Energy Vehicles per ulteriori informazioni professionali condivise ogni settimana.
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Data di pubblicazione: 13 settembre 2023
