宋仲煜

（湖北省齊星汽車車身股份有限公司技術(shù)中心，湖北 隨州 441300）

純電動汽車的空調(diào)暖風(fēng)控制系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)燃油汽車有很大的區(qū)別，傳統(tǒng)燃油汽車的制熱是靠發(fā)動機(jī)冷卻水的熱量來進(jìn)行，而純電動汽車的制熱要靠專用的PTC電加熱器來進(jìn)行，因此純電動汽車在傳統(tǒng)燃油車的空調(diào)暖風(fēng)控制系統(tǒng)上增加了PTC加熱器單獨控制電路。如果空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)控制原理設(shè)計不合理，就會使得純電動汽車的制冷和制熱系統(tǒng)可同時打開工作，存在一定的品質(zhì)隱患。下面根據(jù)對比分析相關(guān)空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)控制原理，介紹一種簡單實用的電動汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)互鎖保護(hù)電路。

1 常規(guī)汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)控制原理

傳統(tǒng)汽車的空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)原理是：制冷由發(fā)動機(jī)傳動帶通過電磁離合器帶動壓縮機(jī)工作，制熱采用發(fā)動機(jī)冷卻水制熱，因此在駕駛室內(nèi)部的室內(nèi)機(jī)由鼓風(fēng)機(jī)、空調(diào)蒸發(fā)器和暖風(fēng)水箱組成，汽車空調(diào)暖風(fēng)控制原理見圖1［1］。

不管制冷制熱都通過鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)，通過冷暖轉(zhuǎn)換風(fēng)門進(jìn)行冷暖風(fēng)的切換，當(dāng)制冷時打開A／C開關(guān)JK2，冷暖轉(zhuǎn)換風(fēng)門關(guān)閉制熱腔。由于暖風(fēng)水箱內(nèi)的溫度不超過90℃，不會對塑料腔體外殼和冷暖轉(zhuǎn)換風(fēng)門造成影響。汽車制冷時風(fēng)門轉(zhuǎn)換示意圖見圖2。

2 純電動汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)控制電路

純電動汽車的空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)控制不同于傳統(tǒng)汽車，制冷采用高壓電驅(qū)動的電動壓縮機(jī)，制熱采用高壓電驅(qū)動的PTC電加熱器［2］取代傳統(tǒng)汽車的暖風(fēng)水箱，空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)控制原理圖也不同，電動汽車空調(diào)暖風(fēng)常規(guī)控制原理圖見圖3［3］。

圖1 汽車空調(diào)暖風(fēng)控制原理圖

從圖3可以看出，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)S10閉合鼓風(fēng)機(jī)工作時，空調(diào)A／C開關(guān)、PTC加熱開關(guān)可同時閉合工作，存在一定的品質(zhì)隱患，分析如下。

圖2 汽車制冷時風(fēng)門轉(zhuǎn)換示意圖

圖3 電動汽車空調(diào)暖風(fēng)常規(guī)控制原理圖

當(dāng)制熱時，冷暖轉(zhuǎn)換風(fēng)門關(guān)閉制冷腔，閉合PTC加熱開關(guān)，K5繼電器線圈得電吸合后閉合觸點30與87腳，主控VCU的V22B腳得到正極信號后，由VCU的V24D腳輸出PTC使能信號給高壓配電盒，高壓配電盒控制動力電池提供高壓電源給PTC加熱器工作制熱。

當(dāng)制冷時，冷暖轉(zhuǎn)換風(fēng)門關(guān)閉制熱腔，閉合A／C開關(guān)，K4空調(diào)繼電器線圈得電吸合后閉合觸點30與87腳，主控VCU的V21B腳得到正極信號后，由VCU的V24C腳輸出空調(diào)使能正極信號給K6空調(diào)主控繼電器，K6線圈得電吸合后閉合觸點30與87腳，高壓配電盒檢測到空調(diào)使能信號 （+）后控制動力電池輸出高壓電源給壓縮機(jī)，同時壓縮機(jī)內(nèi)部控制器吸合動作，壓縮機(jī)開始工作制冷。

在制冷時，如果駕駛室人員誤操作將PTC加熱開關(guān)閉合，此時PTC電加熱器也會得到高壓同時制熱。由于PTC加熱器芯體發(fā)熱溫度通常高于100℃，瞬時溫度有的可能高于130℃時PTC加熱器的熱保護(hù)器才有動作，在PTC加熱器的熱保護(hù)器斷開前，封閉的制熱腔體內(nèi)熱量來不及擴(kuò)散，腔體內(nèi)溫度急劇升高至120℃左右，對室內(nèi)機(jī)塑料腔體及風(fēng)門烘烤，造成風(fēng)門及腔體變形，嚴(yán)重的可造成熔化起火現(xiàn)象。電動車制冷時風(fēng)門轉(zhuǎn)換示意圖見圖4。

在制熱時，如果駕駛室人員誤操作將A／C開關(guān)閉合，此時壓縮機(jī)也會得到高壓同時制冷，封閉的制冷腔體內(nèi)冷氣來不及擴(kuò)散造成蒸發(fā)器結(jié)冰，損壞空調(diào)系統(tǒng)同時造成整車電量的損失。電動車制暖時風(fēng)門轉(zhuǎn)換示意圖見圖5。

圖4 電動車制冷時風(fēng)門轉(zhuǎn)換示意圖

圖5 電動車制暖時風(fēng)門轉(zhuǎn)換示意圖

3 增加互鎖保護(hù)的純電動汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)控制電路

上述現(xiàn)象在我們?yōu)闁|風(fēng)特汽、恒天新楚風(fēng)等電動車廠配套的駕駛室上都出現(xiàn)過，嚴(yán)重的造成塑料腔體及冷暖轉(zhuǎn)換風(fēng)門熔化變形不得不更換，存在起火的品質(zhì)隱患，在市場上產(chǎn)生很大的惡劣影響和損失。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)上述空調(diào)暖風(fēng)控制系統(tǒng)原理圖存在一定的設(shè)計缺陷，針對故障現(xiàn)象筆者對原理進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，在原來的基礎(chǔ)上增加了互鎖保護(hù)繼電器K7、K8，電動汽車空調(diào)暖風(fēng)互鎖保護(hù)控制原理圖見圖6。

圖6 電動汽車空調(diào)暖風(fēng)互鎖保護(hù)控制原理圖

當(dāng)制冷時，空調(diào)A／C開關(guān)閉合，K4空調(diào)繼電器線圈得電吸合后閉合觸點30與87腳，主控VCU的V21B腳得到正極信號后，由VCU的V24C腳輸出空調(diào)使能正極信號給K6空調(diào)主控繼電器，K6線圈得電吸合后閉合觸點30與87腳，高壓配電盒檢測到空調(diào)使能信號 （+）后控制動力電池輸出高壓電源給壓縮機(jī)，同時壓縮機(jī)內(nèi)部控制器吸合動作，壓縮機(jī)開始工作制冷，同時K7互鎖繼電器線圈得電吸合，K7繼電器的觸點30與87a斷開，觸點30與87閉合，斷開了低壓蓄電池電源與PTC加熱開關(guān)的聯(lián)接，此時即使閉合PTC加熱開關(guān)，K5繼電器線圈無電不會吸合，高壓配電盒檢測不到PTC使能信號，不會控制動力電池輸出高壓電源給PTC加熱器工作制熱。

當(dāng)制熱時，PTC加熱開關(guān)閉合，K5繼電器線圈得電吸合后閉合觸點30與87腳，主控VCU的V22B腳得到正極信號后，由VCU的V24D腳輸出PTC使能信號給高壓配電盒，高壓配電盒控制動力電池提供高壓電源給PTC加熱器工作制熱，同時K8互鎖繼電器線圈得電吸合，繼電器的觸點30與87a斷開，觸點30與87閉合， 斷開了低壓蓄電池電源與空調(diào)A／C開關(guān)的聯(lián)接，此時即使閉合空調(diào)A／C開關(guān)，K4、K6繼電器線圈無電都不會吸合，高壓配電盒檢測不到空調(diào)使能信號，不會控制動力電池輸出高壓電源給空調(diào)壓縮機(jī)工作制冷。

4 小結(jié)

綜上所述，不管電動汽車的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行制冷或制熱時，都不會因為車上人員的誤操作而造成品質(zhì)故障問題的出現(xiàn)，筆者認(rèn)為該互鎖保護(hù)控制電路簡單實用，提高了電動汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的可靠性，提出來供大家參考。