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广州市桂弘汽车空调三电(SANDEN)电动压缩机最新开发技术小型化和HEV混合动力车·EV电动汽车

2013-1-11 21:22:24 本站原创 佚名 【字体:

广州市桂弘汽车空调三电电动压缩机最新技术开发。http://www.cnqckt.com   QQ:1044321788

【电动汽车拆解】空调压缩机:不断推进电动化

 

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汽车戴姆勒北美压缩机皮带传动

分类: 汽车知识

  三电(SANDEN)从1971年开始生产车载空调压缩机。如今已在欧洲、北美和亚洲拥有生产基地,掌握着全球25%的份额。

  受全球环保规定和高燃效技术发展的影响,在汽车行业中,发动机的小型化和HEV(混合动力车)·EV(电动汽车)化的速度正在加快。

  关于应对环保规定的办法,除了提高发动机效率、添设增压器来缩小发动机体积外,HEV还可尽量延长电机驱动时间,EV可在轻量化的同时配备高性能电池等。具体做法因汽车厂商而异。

备有3类压缩机

  本公司的空调压缩机大致分为三类。

  面向需要提高现有内燃机效率、实现小型化的汽车厂商,供应的是借助传统发动机皮带传动类型的压缩机。面向以发动机为主体、电机为辅的车辆(Mild-HEV)供应的是皮带传动和电机驱动兼顾的混合式压缩机。对于以电机为主体(Strong-HEVEV)的车辆,则供应电动压缩机。(图1)。

 

1空调压缩机的类型包括使用发动机驱动的类型,同时使用发动机和电机驱动的混合动力型,单纯使用电机驱动的类型3种。


  三电(SANDEN)从1971年开始生产车载空调压缩机。如今已在欧洲、北美和亚洲拥有生产基地,掌握着全球25%的份额。

  受全球环保规定和高燃效技术发展的影响,在汽车行业中,发动机的小型化和HEV(混合动力车)·EV(电动汽车)化的速度正在加快。

  关于应对环保规定的办法,除了提高发动机效率、添设增压器来缩小发动机体积外,HEV还可尽量延长电机驱动时间,EV可在轻量化的同时配备高性能电池等。具体做法因汽车厂商而异。

备有3类压缩机

  本公司的空调压缩机大致分为三类。

  面向需要提高现有内燃机效率、实现小型化的汽车厂商,供应的是借助传统发动机皮带传动类型的压缩机。面向以发动机为主体、电机为辅的车辆(Mild-HEV)供应的是皮带传动和电机驱动兼顾的混合式压缩机。对于以电机为主体(Strong-HEVEV)的车辆,则供应电动压缩机。(图1)。
 
 
 

1空调压缩机的类型包括使用发动机驱动的类型,同时使用发动机和电机驱动的混合动力型,单纯使用电机驱动的类型3种。

 

  本公司的电动压缩机开发始于1986年。开发伊始虽然也经历过摸索阶段,但是在向推进车辆电动化的美国汽车厂商供货的过程中,产品化速度非常之快。1990年,电动车“EVS-10”在美国投入使用。当时就是本公司供应的电动压缩机,但产量还非常少,在成本、充电电池、基础设施的限制下未能普及。

  当时的电动压缩机需要另配逆变器,成本昂贵,空间利用率也比较低。之后,本公司在电动压缩机与逆变器的一体化、压缩机构的高效化及小型轻量化等方面推进了开发。

  对于2005年上市的本田思域混合动力车型,本公司以此前开发的电动压缩机为基础,又开发出了皮带传动与电机驱动兼顾的混合式压缩机(图2)。这种混合式压缩机能够在车内温度高、车速慢等空调负荷较高的情况下同时使用皮带传动和电机驱动,使制冷能力达到最大(图3)。

 

2:本田20059月上市的思域混合动力a)车辆。(b)混合式压缩机。同时支持发动机驱动与电机驱动。
 


 

3:混合式压缩机的驱动分为三种(a)发动机运转带动压缩机工作时。(b)空调专用电机运转带动压缩机工作时。(c)发动机用与电机用压缩机同时运转时。


  而在空调负荷较低时,则可以区别使用皮带传动和电机驱动,在车辆停止时单独使用电机驱动,以最低限度的制冷性能抑制车内温度的上升。
  本公司2009年开始向德国戴姆勒(Daimler)的高级混合动力车“S400”供应电动压缩机(图4)。S400的要求非常高,面临低电压驱动等众多难题。但戴姆勒对我们此前的电动压缩机开发进程以及运动型高级车“SL”上使用的皮带传动型压缩机的性能及质量给予了高度评价,因而采用了我们的产品。

 

4:德国戴姆勒20096月上市的混合动力车“S400HYBRID” a)机体,(b)发动机与电机部分。


  压缩机中的电机使用钕磁铁,虽然是8.2kW功率,使用转数范围为7009000rpm的高功率配置,而额定电压仅为120V(图5)。

 

5S400采用的电动压缩机(a)机体,(b)截面图。


  通常以低电压实现高功率需要大电流,这样就会导致逆变器周围的电子部件成本上升,体积增大。

  而此次开发过程中,电机尺寸、成本、噪声均得到了控制,齿槽转矩等特性在设计时也进行了综合考虑。特别是冷媒压缩部分沿袭了传统的皮带传动型的可靠性,采用了使用低压低温侧冷媒冷却逆变器的方式。

  随着车辆电动化的全面展开,空调的电动化正在加速。本公司在全球最先向车辆供应的涡旋式压缩机虽然具备效率高、静音性高、驱动转矩变化小等车辆厂商要求的高水准,但不适合改变排放容积,进行精密控制的需求。

  此次,在对压缩机进行电动化后,压缩机转数无需与发动机转数挂钩,可以使用电机达到所需转数。从而实现了与排放容积可变型压缩机相同的高效率、静音性能优良等特点,而且能够实施精密控制。

  今后的HEVEV将不再只是汽车厂商的战略车和高级车,还会向中小型的普及车发展。今后的电动压缩机需要实现更高程度的高效化、小型轻量化及低成本化(图67)。

 

6:电动压缩机的发展现行的A型已向S400供应。B型除支持客户的CAN通信外,还减少了噪声的产生。新一代型通过实现对高输入电压的支持,缩小了机体体积。
 

 

7:电动压缩机的发展过程本公司于1986年开始开发电动空调压缩机。产品于上世纪90年代开始向“EVS-10”供应。之后,混合式产品于2004年投入量产,并向本田供应。今后,本公司计划对S400用型号进行小型及轻量化,向普及型混合动力车和电动汽车供应。


  而且,根据今后的环保规定,未来的HEV必须进一步削减CO2排放量。这就要缩短发动机驱动时间、延长电机驱动时间。电机驱动时间的延长必然会缩短内燃机的工作时间,减少车辆产生的热量(排热)。

  由于无法再利用排热制暖,因此,对于HEVEV而言,高效制暖则是重大课题。

制暖效率存在课题


  比方说,有实验结果显示,如果现在EV的续航距离为160km,那么,在使用加热器制暖的情况下,续航距离将会减半到80km。也就是说,制冷、制暖会在很大程度上限制EV车辆的商品价值以及用户的使用环境。

  这无论对于整车厂商、还是对于空调设备厂商,都是非常紧迫的问题。要想解决这一问题,电池容量的提升、车辆动力效率的提升、空调效率的提升、新机构的采用必须同时达到较高水平。

  对于空调设备厂商而言,包括压缩机、冷凝器、蒸发器、加热器铁芯等热交换器的小型及高效化,降低HVAC空气侧的损耗在内,需要在现有产品基础上进行改进的方面还有很多。

  而且,如果不能增加新的机构、手法以及控制方式,从空调系统整体出发结合车辆状态进行控制的话,HEVEV的商品价值将无以维系。

未来以利用热泵为目标

  高效制暖方法有一般家庭使用的热泵。虽然将其配备在车辆上就可以解决问题,但实施起来却并不简单。对于住宅与车辆,其外部气体热负荷、负荷变化、振动环境、空间效率等配置要求和使用环境不尽相同,在汽车上安装热泵非常困难。热泵系统的心脏部件——压缩机也必然置身于恶劣的使用环境中,还需要进一步改进。

  除汽车设备业务外,本公司还通过独自的制冷制热技术,为自动售货机、商店、居住环境业务等多个领域开发出了相应的系统。

  这些系统中广泛使用了热泵技术,除了与各种使用环境相对应,在简单的空调电路的基础上还采用了二级复合电路,加入了同时调节各个温度区域的技术。对于汽车,当务之急是对此类技术实施小型轻量化,开发廉价且环境耐受性优良的产品。(wei gui lin ,gui hing三电开发本部全球开发统括室长)

 

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