電動壓縮機的工作原理是什么?
電動壓縮機的工作原理是將低溫低壓的氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,推動制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動。
常見的電動壓縮機結(jié)構(gòu)有活塞式和渦旋式。以渦旋式為例,包括一個定渦盤和一個動渦盤,相位角相差 180°安裝。定渦盤固定,動渦盤由電動機直接驅(qū)動,動渦盤不能自轉(zhuǎn),只能公轉(zhuǎn)。氣體從定渦盤外圍吸入,隨著動渦盤公轉(zhuǎn),動、定渦盤之間形成體積逐漸縮小的腔,制冷劑被逐步壓縮,最后從定渦盤中心孔排出。
電動壓縮機工作部件通常有渦輪動盤和渦輪靜盤。比如比亞迪 E6 采用的電動渦流式壓縮機,其吸氣口設(shè)在固定渦旋輪外側(cè),曲柄轉(zhuǎn)動使氣體由邊緣吸入并封閉在月牙形容積內(nèi),隨著接觸線沿渦旋面向中心推進,容積縮小而壓縮氣體,高壓氣體通過固定渦旋盤上的軸向中心孔排出。在曲軸每一轉(zhuǎn)中,都形成新的吸氣容積,不斷重復(fù)上述過程。
工作過程中,電動壓縮機從高壓蓄電池獲得電能。比如螺旋型壓縮機,內(nèi)盤由三相交流同步電動機通過軸驅(qū)動偏心旋轉(zhuǎn),通過外盤上的開口吸入低溫低壓制冷劑,向中部移動并偏心旋轉(zhuǎn)壓縮、變熱,以氣態(tài)方式釋放,經(jīng)機油分離器流至制冷劑循環(huán)回路接口,再到冷凝器釋放熱量,流經(jīng)車內(nèi)蒸發(fā)器制冷。其電能由高壓蓄電池經(jīng)過交流整流器,將直流電壓變換成三相交流電壓提供。
電動壓縮機控制器硬件部分分為高壓供電、低壓控制及高低壓互鎖回路。高壓供電包括高壓接插件、濾波電路及 IGBT,濾波電路濾除母線電壓異常波動,吸收壓縮機自身紋波電壓,IGBT 通過通斷導(dǎo)通高壓電路驅(qū)動電機工作。低壓控制包括低壓接插件、濾波電路、DCDC 轉(zhuǎn)換器、通信回路、采樣電路及 ECU,ECU 接收和采集信號判定壓縮機啟動狀態(tài),監(jiān)控工作狀態(tài),異常時停止運行并反饋故障。高低壓互鎖回路防止接插件未接或接觸不良漏電。
軟件保護策略包括 LIN/CAN 通信保護、溫度保護、過流保護、過壓保護及低溫預(yù)熱。通信保護在出現(xiàn)錯誤時停止工作,恢復(fù)正常后再工作。過溫保護在檢測到 IGBT 溫度過高或過低時報故障停機,溫度恢復(fù)后再響應(yīng)。過流保護避免電器元件損壞,相電流和壓縮機負載有關(guān),還與溫度關(guān)聯(lián)保護。過壓保護分為高低壓保護,有軟件和硬件結(jié)合保護,防止高壓傳感器失效會布置兩個傳感器比較差值。
整車通過 LIN/CAN 通信驅(qū)動壓縮機,發(fā)送轉(zhuǎn)速需求、允許功率及使能信號,壓縮機響應(yīng)工作并反饋自身狀態(tài)。