汽车加热器和空调系统
新能源汽车暖风与空调系统
任务3.1 新能源汽车暖风与空调系统认知
图3-1-5 空调滤清器示意图
任务3.1 新能源汽车暖风与空调系统认知
5．新能源汽车暖风与空调系统面板介绍 大多数纯电动汽车的空调暖风开关的设计都集中在一个操控面板上， 这样不仅节省仪表板的空间而且有利于驾驶员进行自主切换。新能源汽 车的控制面板按钮功能如下（见图3-1-6）。
图3-1-2 通风方式
任务3.1 新能源汽车暖风与空调系统认知
在强制通风系统中，使用鼓风机强制空气流过车子。进气口和排气 口一般与自然通风的风口在相同位置。一般来说，这类通风系统与另一 系统（诸如加热器或A/C）一起使用，如图3-1-3所示。
图3-1-3 强制通风工作原理
任务3.1 新能源汽车暖风与空调系统认知
图3-1-18 调节出风口位置
图3-1-19 切换内外循环模式
任务3.1 新能源汽车暖风与空调系统认知
（8）关闭空调系统，如图3-1-20所示。 （9）点击液晶显示器开关，关闭屏幕，如图3-1-21所示。
图3-1-20 关闭空调系统
图3-1-21 关闭液晶显示器
任务3.1 新能源汽车暖风与空调系统认知
图3-1-16 打开冷热风交换翻板按钮
图3-1-17 调节鼓风机风量大小
任务3.1 新能源汽车暖风与空调系统认知
（6）调节出风口位置按钮，根据驾驶员意愿使送风位置达到合适的 状态。打开吹面、吹脚风道，打开吹脚风道，打开吹脚、吹前风窗玻璃 风道，打开吹面风道，如图3-1-18所示。
（7）切换内外循环模式，如图3-1-19所示。
任务3.1 新能源汽车暖风与空调系统认知
3．单项选择题
（1）以下属于纯电动汽车空调系统特点的是（ ）。
A．系统内没有制冷剂
汽车ptc加热器工作原理
汽车ptc加热器工作原理
汽车PTC加热器是一种广泛应用于汽车暖风系统中的加热设备，其作用是通过加热空气或冷却液，为车内提供舒适的暖空调。
了解PTC加热器的工作原理，对于理解其重要性和应用前景具有重要意义。
PTC加热器利用正温度系数的热敏电阻作为加热元件。
正温度系数是指电阻值随温度升高而减小，导致电流增加的特性。
在PTC加热器中，当温度较低时，热敏电阻的电阻值较高，电流较小，加热功率较低。
随着温度的升高，热敏电阻的电阻值逐渐降低，电流逐渐增加，加热功率也随之增加。
当介质（如水、油等）流过PTC加热器内部的热敏元件时，热敏元件会生成热量，从而提高介质的温度。
在汽车暖风系统中，PTC加热器主要用于加热冷却液，然后通过暖风水箱将热量传递到车内，提高车内的温度。
PTC加热器的工作流程包括以下几个步骤：
1.冷却液流过PTC加热器内部，与热敏元件接触。
2.热敏元件接收到发动机控制单元的信号，开始产生热量。
3.热量通过热传递的方式将冷却液加热，使其温度升高。
4.加热后的冷却液流经暖风水箱，将热量传递到车内，提高车内的温度。
5.加热器内部控制单元根据车内的温度和发动机水温，调整热敏元件的电阻值和电流，控制加热功率和冷却液的温度。
总之，PTC加热器利用正温度系数的热敏电阻作为加热元件，通
过控制加热功率和介质的温度，为汽车暖风系统提供舒适的暖空调。
这种加热器具有加热速度快、安全性高、节能环保等优点，在现代汽车中得到广泛应用。
汽车电器设备与维修第8章 汽车空调系统
热力性质方面
首先，要求制冷剂的蒸发压力要稍 高于大气压力；其次，制冷剂的冷 凝压力也不应太高，以降低对制冷 系统强度的要求。
2）制冷剂的选择 R134a的基本性能如下：
饱和蒸气压大体上讲与R12相近。 以18 ℃为界，低于18 ℃时， R134a的饱和蒸气压略低于R12， 化学性质稳定，无色、无 高于18 ℃时相反。 刺激性气味、不燃烧、不 爆炸。
8.3.2 汽车空调通风系统
1）自然通风 自然通风是利用汽车行驶时产生的风压，将外部空气引入车内循环后 再排出，空气的入口设在正压区，出口设在负压区，形成空气的自然流动。 如图8-12所示为轿车外表面上的空气压力分布图。车头部位为正压区， 因此空气进口设在此处；车尾部位为负压区，空气排口一般设在后排座靠 背两侧。
图8-8水暖式取暖系统的结构 1—散热器； 2—散热器盖； 3—补偿水桶； 4—散热器出水软管； 5—风扇传 动带； 6—暖风机出水软管； 7—管箍； 8—暖风机芯； 9—暖风机进水软管； 10—节温器； 11—冷却风扇；12—护风圈； 13—散热器进水软管
目前，在有些车型上采 用了废气水暖式取暖系统，
2）热管换热器式 热管换热器式取暖系统 中的热管换热器垂直安装在 车厢底板上下，底板之上为 冷凝放热段，底板之下为废 气加热段，其安装原理如图 8-11所示。
图8-11热管换热器安装原理图 1—车头窗口； 2—新鲜空气进口； 3—汽车底板； 4—废 气进口； 5—空气出口； 6—热管换热器隔板； 7—废气出口
冷冻机油可润滑压缩机轴承、 活塞、活塞环、曲轴、连杆等 运动件表面，减少运动阻力和 磨损，降低功率消耗，延长压 缩机使用寿命。
密封
冷冻机油渗入油封密封处防止 漏油，同时在活塞环与缸壁间 形成油膜防止制冷剂泄漏。
汽车空调供暖系统
图1-36 内外混合循环式暖风装置 1-热交换器；1-后座导管；3-暖气管道；4-混合室；5-内部空气吸入口；6-风门操纵旋钮； 7-外部空气吸入口；8-鼓风机；9-除霜(前窗)；10-除霜(后窗)；11-发动机
图1-37 整体式空调器 1-加热器芯；1-轴流风扇；3-蒸发器；4-进风口
• 2．气暖式暖风装置
汽车空调供暖系统
• 1.1 余热式供暖系统 • 1.2 独立燃烧式供暖装置
1.1 余热式供暖系统 • 1．水暖式暖风装置
• 以水冷式发动机冷却系统中的冷却液作为热源，将冷却 液引入车辆内的热交换器中，使鼓风机送来的车室内空气 (内气式)或外部空气(外气式)与热交换器中的冷却液进行 热交换，鼓风机将加热后的空气送入车室内。
图1-40 轿车空调余热气暖式暖风装置的布置 1-热交换器；1-专用排气管(除霜、去雾)；3-排热风管；4-转换阀；5-鼓风机； 6-电动机； 7-除霜器；8-通风口；9-热风泄出阀；10-进气管；11-挡风栅； 11-截止阀
1.2 独立燃烧式供暖装置
• 利用发动机余热式供暖装置普遍受发动机功率和工况影 响较大，车速低和下坡时供暖大， 热效率可达80％。这种装置一般可使用煤油、轻柴油作燃 料。
• 利用发动机排气管中的废气余热或冷却发动机 后的热空气作为热源，通过热交换器加热空气， 把加热后的空气输送到车室内取暖。
图1-38 气暖式热交换器的结构 1-空气保温管；1-热变换管；3-排气管
图1-39 气暖式暖风装置示意图 1-鼓风机电动机；1-暖风鼓风机；3-热交换器；4-废气阀门；5-发动机排气管； 6-发动机；7-发动机散热器；A-新鲜空气；B-暖风
图1-34 汽车余热水暖式暖风装置 1-加热器芯子；1-加热器出水管；3-膨胀水管；4-冷却水控制阀；5-散热器进水管；6-恒温器；7-风 扇；8-散热器；9-水源；10-散热器溢流管；11-散热器出水管；11-加热器进水管；13-加热器鼓风机
汽车空调控制系统及配
5.2.2 执行器
2.真空保持器
作用：当发动机真空度降低时，真空保持器关闭发动机的真空源， 同时膜片关闭真空换能器和伺服真空电动机之间的真空气路，保持系统的原来工作状态。
3.真空选择器
真空选择器的作用是根据空调器控制的需求，选择分配真空源与各个真空驱动器的连接，控制真空系统的工作。 真空选择器上的橡胶圆盘用来分配真空通道与真空驱动器之间的连通或切断。 移动功能键的同时带动转盘转动到不同的位置就能连通、切断某一个或几个真空通道。
第5章 汽车空调控制系统及配风方式
第5章 汽车空调控制系统及配风方式
全自动汽车空调的工作原理
微型计算机控制的汽车空调系统
汽车空调系统的配风方式
汽车空调车内典型送风量配送系统的温度调配控制
5.1 手动调节的汽车空调系统
依靠手动拨动控制面板的各种功能键实现对温度、通风机构和风向、风速的控制。 空调控制板 真空系统执行元件 真空控制系统
当选择底板时：
底板/除霜（下风口/上风口）模式
外空气进入- 温度控制风门：可以选择- 除霜通风门：打开 闭- 底板通风门：打开- 空调压缩机：可以选择- 鼓风机电机：ON
当选择底板/除霜模式时：
除霜（上风口）模式
发动机进气歧管的真空送到真空罐11，真空保持阀保持罐内的真空度。 真空驱动器所需真空度的大小由真空换能器1控制。 真空换能器1电流信号由空调线路输入，电流越大、真空度越小。 无级变化的真空信号输送至主控制真空驱动器3，其控制杆根据输入的不同真空度实现变化， 从而自动地控制真空选择器5在选定的功能键位置上，自动地控制风机的转速和温度门的位置。
5.2.1 空调控制板
电控气动空调系统属于自动调节的空调系统，空调器为冷暖一体化，输出温度可自动调节。 其预设温度、功能选择都由人工控制，并由功能选择键来决定风门真空驱动器的工作状态。
一种电动汽车空调系统PTC加热器控制器设计
39ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD 2021.3设计应用esign & ApplicationD一种电动汽车空调系统PTC加热器控制器设计Design of PTC heater controller for air conditioning system of electric vehicle王晓辉 （奇瑞新能源汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241000）摘 要：根据电动汽车空调系统PTC加热器特性设计控制器，采用PWM方式控制功率开关器件通断实现PTC 加热器功率的线性调节。
控制电路在高压侧，选用反激电源为辅助电源，通讯电路选用隔离CAN电路。
具备下电保持功能进行故障处理，过压、欠压和过流都具有硬件和软件双重保护功能。
功率电路均分为两路，提高了功率器件的可靠性和减小瞬态冲击电流。
通过整车搭载验证，在空调系统实现同等制热效果的条件下具备明显的节能效果。
关键词：电动汽车、空调系统、PTC加热器、控制器0 引言发展电动汽车是国家应对国际环境和能源危机的重要决策，我国大力发展电动汽车并取得显著技术成果，欧美各国从国家高度到企业层面，也已迅速调整发展战略，将汽车电动化作为未来的发展方向。
传统燃油车空调系统利用发动机热量制热，电动汽车电驱系统效率可以高达90%以上，损耗产生的热量远不足以供给空调系统制热，所以电动汽车空调系统制热使用PTC （正温度系数）加热器产生热量。
目前比较普遍的方案是使用继电器控制PTC 加热器电源通断，通过风门开度控制冷热风的风量来控制温度，此类方案能源浪费较大。
采用PWM （脉宽调制）方式控制功率开关器件通断PTC 加热器电源，实现PTC 加热器输出功率的线性控制。
本设计中PTC 加热器峰值功率5.2 kW ，输入电压范围260~410 V 。
考虑开关器件的散热需求，将功率电路均分为两路2.6 kW 。
考虑设计裕量，单路最大电流按10 A 设计，同时也有助于减小开关器件开通瞬间的峰值电流。
电动汽车空调系统加热器ptc试验项目DV
Reqm't No.
Reqm't Title
Procedure No.
1
尺寸和外观
用目测或样品对照检查结构和外观，用游标卡尺和直尺检查尺寸。
2 冲击电流
3 过电压
4 绝缘耐压 5 绝缘电阻 6 振动试验
7 自由跌落试验 8 拉脱力 9 引线压接强度 10 高温存储试验
电流值为最大冲击电流 （1）持久过电压：风量为0kg/h，室温25±5℃条件下，将PTC端电压调节为1.5U
额定电压，让PTC连续工作2小时，而后在额定状态下工作1小时；
（2）瞬时过电压：风量为0kg/h，室温25±5℃条件下，将PTC端电压调节为2.0U
额定电压，让
试验后，总稳态功率偏差10％
PTC连续工作2分钟，而后在额定状态下工作1小时
绝缘耐压 测试方法根据GB 28046.2：4.11耐电压，端子和外壳表面施加试验电压 为交流正弦波，频率为50Hz，电压等级为1500V 电压：DC 500V，测试方法根据GB 28046.2：4.12绝缘电阻，在端子和外壳表面之 间施加DC 500 V或1.5U额定电压，两者取较高值，历时1min 参照QC/T 413-2002中3.12条；将PTC按实际装车状态，固定在振动台上，在不通 电的状态下，按装车状态固定后，经3g加速度、频率33.3Hz的振动，垂直方向、 左右和前后方向各8h 参照GB/T28046.3：4.3自由跌落，试验要求产品不带包装在常温，距离混凝土地 1m选择X轴方向自由跌落一次，重复与在同一轴线的跌落，但方向相反，Y、Z轴方 向跌落同X轴方向， 共6次。
13 湿热循环试验
在温度 40℃±2℃、相对湿度 90%～95%条件下存放 500h，试验后功率变化不超 过 10%，
汽车空调系统主要部件介绍
二、空调系统部件介绍——零部件组成 （一）空调系统零部件的组成
1、空调系统零部件组成
一、空调系统概述——结构和组成
通常按照控制方式（手动拉丝空调、手动电控空调、全自动空调）来分。 ⑴ 手动空调系统组成： HVAC 总成（带拉丝）、冷凝器（如为“过冷式冷凝器”则取消储液干燥器）、储液干 燥器、空调管路、压力传感器（或压力开关）、空调控制面板（手动机械式）、空调进风滤 清器（根据市场要求可配置不同类型的滤芯）。 ⑵ 电控空调系统组成： HVAC 总成（带模式电机）、冷凝器（如为“过冷式冷凝器”则取消储液干燥器）、储 液干燥器、空调管路、压力传感器（或压力开关）、空调控制面板（机电一体、手动）、空 调进风滤清器（根据市场要求可配置不同类型的滤芯）。 ⑶ 全自动空调系统组成： HVAC 总成（带模式电机）、冷凝器（如为“过冷式冷凝器”则取消储液干燥器）、储 液干燥器、空调管路、压力传感器（或压力开关）、空调控制面板（全自动电子式）、空调 进风滤清器（根据市场要求可配置不同类型的滤芯）、若干传感器（室外温度传感器、室内 温度传感器、阳光传感器、空气质量/湿度传感器等等）。
一、空调系统概述——发展
（二）空调系统的发展
发展的五个阶段： 1、单一暖风系统：
时间：1925年美国通用汽车冷却液通过加热器的方法取暖。 地区：在寒冷的北欧、亚洲北部地区，目前仍然使用单一暖风系统。 特点：初步比较完整形成了整车供热系统，采用加热器、暖风机和空气滤清。
2、单一制冷系统： 时间：1939年，由美国通用汽车帕克公司在轿车上安装机械制冷降温的空调系统； 地区：在热带、亚热带地区，目前仍然使用单一制冷系统； 特点：采用机械制冷，形成了汽车空调系统的制冷先驱
（1）蒸发器
空调系统的主要工作原理为蒸发压缩式制冷，共有压缩、冷却、膨胀、蒸发四 个环节。蒸发器总成作为空调系统的主要核心蒸发部分。