纯电动汽车空调系统的结构控制电路与工作原理

北汽纯电动汽车的空调压缩机由高压电驱动，压缩机控制器安装在压缩机上，受整车控制单元（VCU）控制。压缩机是空调制冷系统制冷剂循环的动力。压缩机的故障有机械故障和电气系统故障，电气系统故障又分为高压电故障和低压电故障，压缩机的高压上电受到低压电控制。空调压缩机高压电不能上电，无法正常工作，往往是由于低压控制系统的故障引起的。因此，空调压缩机的电气故障诊断重点应从低压电路控制系统着手。当然压缩机的故障诊断关系到高压电，从业者一定要有相应的高压从业资格证，遵守高压维修的相关规范，才能确保人身安全。

一、电动汽车空调系统的结构组成
电动汽车的空调系统与传统动力汽车基本相同，由压缩机、冷凝器、蒸发器、冷却风扇、鼓风机、膨胀阀、储液干燥器和高低压管路附件、传感器等组成，如下图所示。传统汽车压缩机由发动机传动带通过电磁离合器带动，而电动汽车采用电动压缩机，电动压缩机由动力电池提供高压电驱动。

二、纯电动汽车空调系统的控制原理
VCU采集到空调A/C开关信号、空调压力开关信号、蒸发器温度信号、风速信号以及环境温度信号，经过运算处理形成控制信号，通过CAN总线传输给空调控制器，由空调控制器控制空调压缩机高压电路的通断，如下图所示。


三、北汽EV汽车空调电动压缩机的控制电路
北汽EV汽车空调电动压缩机电路原理如下图所示。


空调继电器控制压缩机12V低压电源，低压电源电压是空调压缩机控制器的通信信号传输及控制功能得以正常运行的可靠保证。整车控制器（VCU）通过数据总线“CAN-H、CAN-L”与空调压缩机控制器相连接，再由压缩机控制器控制空调压缩机的高压电源线“DC+与DC-”通断。高压互锁信号线在高压上电前确保整个高压系统的完整性，使高压电在一个封闭的环境下工作，提高安全性。

空调压缩机的高压线束与低压线束相互独立，线束的各个端子定义如下图所示，其中高压端子B与DC+对应，为高压电源正极；A与DC-对应，为高压电源负极。


电动压缩机引脚定义如下表：



四、电动空调压缩机的工作原理
空调压缩机是空调系统的动力，当空调系统工作的时候压缩机使制冷剂在制冷系统中正常循环流动，实现制冷。一旦压缩机有故障不能正常工作，空调循环系统则无法运行，当然也就无法制冷。因此压缩机就像汽车的发动机、人体的心脏，是空调系统动力的源泉。如下图所示为北汽EV纯电动汽车空调压缩机的结构，压缩机及其控制器连接在一起，形成整体结构。


涡旋式压缩机包括一个定涡盘和一个动涡盘，这两个相互啮合的涡盘，其线型是相同的，它们相互错开180°安装在一起，即相位角相差180°。

涡旋式压缩机的基本构造和工作原理如下图所示，其定涡盘固定在机架上，而动涡盘由电动机直接驱动。动涡盘是不能自转的，只能围绕定涡盘做很小回转半径的公转运动。当驱动电动机旋转带动动涡盘公转时，制冷气体通过滤芯吸入到定涡盘的外围部分，随着驱动轴的旋转，动涡盘在定涡盘内按轨迹运转，使动、定涡盘之间形成由外向内体积逐渐缩小的六个腔：A腔、B腔、C腔、D腔、E腔和F腔，制冷气体在动、定涡盘所组成的六个月牙形压缩腔内被逐步压缩，最后从定涡盘中心孔通过阀片将被压缩后的制冷气体连续排出。

涡旋式压缩机的基本构造和工作原理
在压缩机整个工作过程中，所有工作腔均由外向内逐渐变小且处于不同的压缩状况，从而保证涡旋式压缩机能连续不断地吸气、压缩和排气。虽然涡旋式压缩机每次排出制冷剂的气量较小（排出量为27~30cm3），但由于其动涡盘可进行高达9000~13000r/min的公转，所以它的总排量足够大，能满足车辆空调制冷的需求，当然压缩机的功耗也较大，可达4~7kW。