Im heißen Sommer oder kalten Winter ist die Klimaanlage im Auto für uns Autoliebhaber unverzichtbar, besonders wenn die Scheiben beschlagen oder vereisen. Die Fähigkeit der Klimaanlage, schnell zu entfeuchten und zu enteisen, spielt eine entscheidende Rolle für die Fahrsicherheit. Elektrofahrzeuge hingegen, die keinen Verbrennungsmotor besitzen, haben keine Wärmequelle zum Heizen, und der Kompressor wird nicht durch die Antriebskraft des Motors gekühlt. Wie also realisieren reine Elektrofahrzeuge die Kühl- und Heizfunktionen? Finden wir es heraus.
01 Komponenten des Klimaanlagen-Kühlsystems
Zu den Komponenten des Klimaanlagen-Kühlsystems gehören: elektrischer Kompressor, Kondensator, Drucksensor, elektronisches Expansionsventil, Verdampfer, Klimaanlagen-Festleitungen, Schläuche und Steuerschaltung.
Kompressor:
Das System nimmt gasförmiges Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck auf und komprimiert es zu flüssigem Kältemittelgas mit hoher Temperatur und hohem Druck. Während der Kompression bleibt der Aggregatzustand des Kältemittels unverändert, jedoch steigen Temperatur und Druck kontinuierlich an, wodurch überhitztes Gas entsteht.
Kondensator:
Der Kondensator nutzt einen separaten Lüfter, um die Wärme des unter hohem Druck und hoher Temperatur stehenden Kältemittels an die Umgebungsluft abzugeben und es so abzukühlen. Dabei geht das Kältemittel vom gasförmigen in den flüssigen Zustand über und befindet sich weiterhin in einem Zustand hoher Temperatur und hohen Drucks.
Expansionsventil:
Das flüssige Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck durchströmt das Expansionsventil, um vor dem Eintritt in den Verdampfer gedrosselt und der Druck reduziert zu werden. Dieser Vorgang dient der Kühlung und Druckentlastung des Kältemittels sowie der Durchflussregulierung zur Steuerung der Kühlleistung. Beim Durchströmen des Expansionsventils ändert das Kältemittel seinen Zustand von einer Flüssigkeit mit hoher Temperatur und hohem Druck zu einer Flüssigkeit mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck.
Verdampfer:
Das aus dem Expansionsventil austretende flüssige Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck nimmt im Verdampfer viel Wärme aus der Umgebungsluft auf. Dabei wandelt sich das Kältemittel von einer Flüssigkeit in ein Gas mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck um. Dieses Gas wird anschließend vom Kompressor angesaugt und erneut verdichtet.
Aus Sicht des Kühlprinzips ist die Klimaanlage von Elektrofahrzeugen im Prinzip identisch mit der von herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Der Hauptunterschied liegt in der Antriebsart des Klimakompressors. Bei herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird der Kompressor über den Keilriemen des Motors angetrieben, während er bei Elektrofahrzeugen elektronisch gesteuert wird und den Motor antreibt, der wiederum den Kompressor über die Kurbelwelle betätigt.
02 Klimaanlage/Heizsystem
Die Wärmequelle ist hauptsächlich die PTC-Heizung (Positiver Temperaturkoeffizient). Reine Elektrofahrzeuge verfügen im Allgemeinen über zwei Arten von PTC-Modulen: eines für die Luftheizung und eines für die Wasserheizung. PTC ist ein Halbleiter-Thermistor, dessen Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt. Bei konstanter Spannung erhitzt sich das PTC-Heizelement bei niedrigen Temperaturen schnell. Mit steigender Temperatur nimmt der Widerstand zu, der Strom ab und der Energieverbrauch des PTC sinkt, wodurch eine relativ konstante Temperatur aufrechterhalten wird.
Interner Aufbau des PTC-Lufterhitzungsmoduls:
Es besteht aus einem Controller (einschließlich Niederspannungs-/Hochspannungs-Ansteuermodul), Hoch-/Niederdruck-Kabelbaumverbindern, einer PTC-Heizwiderstandsfolie, einem wärmeleitenden isolierenden Silikonpad und einem Außengehäuse, wie in der Abbildung gezeigt.
Das PTC-Luftheizungsmodul bezeichnet den direkten Einbau des PTC-Heizelements in das Herzstück des Warmluftsystems der Fahrgastzelle. Die Kabinenluft wird vom Gebläse umgewälzt und direkt vom PTC-Heizelement erwärmt. Die Heizfolie im Inneren des PTC-Luftheizungsmoduls wird mit Hochspannung versorgt und vom Fahrzeugsteuergerät (VCU) gesteuert.
03 Steuerung der Klimaanlage des Elektrofahrzeugs
Das VCU des Elektrofahrzeugs erfasst Signale vom Klimaanlagenschalter, dem Klimaanlagendruckschalter, der Verdampfertemperatur, der Lüfterdrehzahl und der Umgebungstemperatur. Nach Verarbeitung und Berechnung generiert es Steuersignale, die über den CAN-Bus an das Klimaanlagensteuergerät übertragen werden. Dieses steuert das Ein- und Ausschalten des Hochspannungskreises des Klimakompressors (siehe Abbildung).
Damit ist die allgemeine Einführung in die Klimaanlage von Elektrofahrzeugen abgeschlossen. War sie hilfreich? Folgen Sie Yiyi New Energy Vehicles, um jede Woche weiteres Fachwissen zu erhalten.
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Veröffentlichungsdatum: 13. September 2023
