Βασικά στοιχεία ενός ηλεκτρικού συστήματος κλιματισμού
Το ηλεκτρικό σύστημα κλιματισμού είναι ο πυρήνας της θερμικής διαχείρισης στα νέα ενεργειακά οχήματα. Αντικατάσταση του παραδοσιακού ιμάντα κίνησης κινητήρα με ηλεκτρική κίνηση, τα βασικά εξαρτήματά του και τα τέσσερα βασικά μέρη του είναι τα εξής:
Ηλεκτρικός Συμπιεστής Κλιματισμού– Η «καρδιά» του συστήματος. Τροφοδοτούμενο απευθείας από μια μπαταρία υψηλής-τάσης, χρησιμοποιεί έναν ενσωματωμένο-σύγχρονο κινητήρα μόνιμου μαγνήτη για την οδήγηση ενός μηχανισμού κύλισης ή εμβόλου, συμπιέζοντας το αέριο ψυκτικό χαμηλής-θερμοκρασίας, χαμηλής-πίεσης σε υψηλή-θερμοκρασία, υψηλή{6}κατάσταση ψύξης, οδηγώντας τον κύκλο του αερίου κατάψυξης. Η ισχύς είναι συνήθως 1,5–10 kW, και απαιτεί πλατφόρμα υψηλής τάσης 400V/800V για το όχημα. Διαθέτει ενσωματωμένο-μετατροπέα συχνότητας για αδιάκοπη ρύθμιση της ταχύτητας ανάλογα με το θερμικό φορτίο, με αποτέλεσμα σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας σε σύγκριση με έναν συμπιεστή σταθερής-μετατόπισης.
Ηλεκτρικός θερμαντήρας PTC– Η βασική πηγή θερμότητας για θέρμανση ηλεκτρικού κλιματισμού. Χρησιμοποιώντας ένα κεραμικό στοιχείο θετικού συντελεστή θερμοκρασίας, θερμαίνει τον αέρα ή το ψυκτικό υγρό, το οποίο στη συνέχεια παραδίδεται στον χώρο επιβατών μέσω του πυρήνα του θερμαντήρα. Η ισχύς είναι συνήθως 1–7 kW, με αυτο-περιοριστικά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας. καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η αντίσταση αυξάνεται και η ισχύς μειώνεται αυτόματα, εξασφαλίζοντας υψηλή ασφάλεια. Στα συστήματα κλιματισμού αντλιών θερμότητας, τα PTC χρησιμοποιούνται συχνά ως βοηθητική πηγή θερμότητας σε περιβάλλοντα χαμηλής{{6} θερμοκρασίας για να αντισταθμίσουν την ανεπαρκή θερμαντική ικανότητα της αντλίας θερμότητας σε εξαιρετικά ψυχρές συνθήκες.
Ηλεκτρική Αντλία Νερού– Η πηγή ενέργειας για την κυκλοφορία του ψυκτικού. Οδηγούμενος από έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες, η πτερωτή ωθεί το αντιψυκτικό μέσω του κινητήρα, της μπαταρίας, του θερμαντήρα PTC και του καλοριφέρ, επιτυγχάνοντας ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας και εξισορρόπηση θερμοκρασίας. Σε σύγκριση με τις μηχανικές αντλίες νερού, η ηλεκτρική αντλία νερού μπορεί ανεξάρτητα να ρυθμίσει την ταχύτητά της ανάλογα με τις ανάγκες και συνεχίζει να λειτουργεί ακόμα και όταν ο κινητήρας είναι σβηστός. Είναι βασικό συστατικό για τον έλεγχο της θερμοκρασίας της μπαταρίας και την ψύξη του κινητήρα.
Τρεις-Βαλβίδα– Ο «κόμβος κυκλοφορίας» του βρόχου θερμικής διαχείρισης. Αλλάζει την κατεύθυνση ροής του ψυκτικού ηλεκτρικά ή ηλεκτρομαγνητικά, επιτρέποντας την ευέλικτη εναλλαγή μεταξύ πολλαπλών λειτουργιών όπως ψύξη, θέρμανση, απόψυξη και προθέρμανση μπαταρίας. Για παράδειγμα, στη λειτουργία θέρμανσης, το θερμαινόμενο ψυκτικό PTC-κατευθύνεται στον πυρήνα του θερμαντήρα. στη λειτουργία ανάκτησης απορριπτόμενης θερμότητας, η θερμότητα που ψύχεται από τον κινητήρα-κατευθύνεται στην μπαταρία για θέρμανση. Η βαλβίδα τριών-δρόμων επιτρέπει σε όλα τα υποσυστήματα διαχείρισης θερμότητας να μοιράζονται μία μόνο σωλήνωση, απλοποιώντας σημαντικά τη δομή και μειώνοντας το κόστος.
Εκτός από τα τέσσερα βασικά εξαρτήματα που αναφέρονται παραπάνω, το σύστημα απαιτεί επίσης τη συντονισμένη λειτουργία εξαρτημάτων όπως ο συμπυκνωτής, ο εξατμιστής, η εκτονωτική βαλβίδα, ο στεγνωτήρας δέκτη υγρών, ο φυσητήρας, ο ηλεκτρικός ανεμιστήρας, ο ελεγκτής κλιματισμού (ECU) και ο αισθητήρας θερμοκρασίας/πίεσης για να σχηματιστεί ένα πλήρες κύκλωμα ψύξης και θέρμανσης.
