신에너지 자동차의 에어컨 시스템은 크게 환기 시스템, 냉각 시스템, 난방 시스템, 공기 정화 시스템, 제어 시스템으로 구성됩니다.
I. 에어컨 냉각 시스템의 작동 원리
냉각 시스템의 기능은 차량 내부 공기나 외부에서 유입되는 신선한 공기를 냉각시켜 차량 내부 온도를 낮추는 것입니다.
1 - 팬 2 - 응축기 3 - 압축기 4 - 팽창 밸브 5 - 송풍기 6 - 증발기 7 - 수신기 건조기
1. 차량 내부 냉각 경로
냉매는 폐쇄형 냉각 시스템에 충전됩니다. 압축기의 작용으로 냉매가 순환합니다. 응축기에서 기체에서 액체로 응축되어 열을 방출합니다. 증발기에서 액체에서 기체로 증발하면서 열을 흡수하여 차량 내부 온도를 낮춰줍니다.
1 - 콘덴서 2 - 전기 압축기 3 - 수신기 건조기 4 - 축전지 장치 5 - 전기 팬 6 - 팽창 밸브 7 - 열 교환기 8 - 송풍기 9 - 차량 내부 증발기 10 - 차량 내부 냉각용 팽창 밸브
2. 배터리 팩의 냉각 경로
에어컨 시스템의 냉매 순환 루프는 두 개의 병렬 분기로 구성됩니다. 하나는 차량 내부 냉각용이고 다른 하나는 축전지 장치 냉각용입니다. 각 분기에는 냉각 기능을 독립적으로 제어하기 위한 팽창 밸브가 있습니다.
에너지 저장장치 관리 전자 장치는 전압을 인가하여 팽창 밸브를 제어하고 열림으로써 냉매가 축전지 유닛으로 유입되어 축전지를 냉각시킬 수 있다. 차량 내부의 냉각도 필요에 따라 이루어지며 증발기 앞의 팽창 밸브는 전기전자 시스템에 의해 제어됩니다.
1 - 콘덴서 2 - 전기 압축기 3 - 수신기 건조기 4 - 축전지 장치 5 - 전기 팬 6 - 팽창 밸브 7 - 열 교환기 8 - 송풍기 9 - 차량 내부 증발기 10 - 차량 내부 냉각용 팽창 밸브
II. 에어컨 난방의 작동 원리
초기에는 전기차 히터에는 전기히터를 주로 사용했다. 요즘에는 점점 더 많은 전기 자동차 히터가 난방을 위해 히트 펌프와 에어컨을 채택하고 있습니다. 에어컨 시스템의 냉매가 특정 방향으로 흐르면 냉방 모드가 됩니다. 이때, 응축기와 증발기는 각각의 기능을 수행하며, 증발기는 차량 내부의 냉각을 담당합니다. 냉매가 역방향으로 흐르면 난방 모드로 들어갑니다. 이때 증발기는 응축기가 되어 차량 내부의 난방을 담당하게 됩니다. 에어컨의 난방 효율은 전기 히터의 3~4배이며 에너지 효율도 더 높습니다. 따라서 점점 더 많은 전기 자동차 히터가 에어컨 난방으로 변경되고 있습니다.
1. PTC 온수기의 작동 원리
순수 전기차는 PTC 히터를 사용해 공기를 직접 가열할 수도 있고, PTC 히터를 사용해 냉각수를 가열해 공기를 가열할 수도 있다. PTC 히터를 사용해 공기를 직접 가열하는 경우 기존 차량 에어컨의 히터 코어를 PTC 히터로 교체하고 필요한 제어 장비만 보완하면 순수 전기차에 직접 적용할 수 있다.
2. 히트펌프 에어컨
PTC 히터와 비교하여 히트펌프 에어컨은 에너지 소비를 크게 줄이고 차량의 겨울철 주행 거리를 늘릴 수 있습니다. 그러나 히트펌프 시스템의 저온 난방 효율은 낮고 비용도 상대적으로 높다. 따라서 대부분의 자동차 제조업체에서는 여전히 난방용으로 PTC 히터를 사용하고 있습니다. 앞으로는 저온 히트펌프 기술의 지속적인 발전으로 히트펌프 공조의 적용이 더욱 널리 보급될 것입니다.
히트펌프 공조 시스템의 구성: 1 - 축전지 유닛의 팽창 밸브 2 - 전기 압축기 3 - 차량 실내 공간용 송풍기 4 - 전기 난방 장치 {{4 }} 차량 실내 증발기용 팽창밸브 6 - 응축기와 건조기병 사이의 차단밸브 7 - 전동식 압축기와 히트펌프 열교환기 사이의 차단밸브 {{9 }} 히트펌프 열 교환기 9 - 수신기 건조기
전기 자동차 에어컨 난방에는 공기 모드, 냉각수 모드, 공기 + 냉각수 모드의 세 가지 작동 모드가 있습니다.
(1) 에어 모드
에어컨 압축기는 고온, 고압의 냉매 가스를 응축기로 밀어 넣습니다. 응축기에서 나온 냉매는 열팽창밸브로 유입됩니다. 열팽창 阀에서 유출 된 후 온도가 약간 감소한 다음 두 개의 응축기로 유입되어 두 가지 가열 과정을 달성하고 가열 효과를 향상시킵니다. 그런 다음 냉매는 또 다른 열팽창 장치로 흘러 들어간 다음 증발기로 들어갑니다. 증발기의 냉매 온도는 주변 공기 온도보다 낮기 때문에 주변 공기의 열을 흡수하여 증발합니다. 저온, 저압의 냉매가스는 최종적으로 다음 사이클을 위해 압축기로 역류하게 됩니다.
(2) 절삭유 모드
외부 공기 온도가 증발기의 냉매 온도보다 매우 낮으면 냉매가 열교환기로 유입됩니다. 열교환기에서는 냉매에 연결된 두 개의 수도관과 냉각수에 연결된 두 개의 수도관이 상호 작용하며, 냉매는 전기차 냉각 시스템의 냉각수의 열을 흡수할 수 있다. 냉각 시스템의 냉각수 열이 부족하면 전기 히터가 작동하여 냉각수를 가열합니다.
(3) 공기+냉각수 모드
냉매는 증발기와 증거 장치 모두로 흐르며 공기와 냉각수 모두에서 열을 흡수합니다. 차량이 운행 중일 때 제어 장치는 주변 온도에 따라 다양한 작동 모드를 선택합니다. 지능형 모드도 있습니다. 냉방 모드에서는 냉매의 흐름 방향이 바뀌고 증발기와 응축기의 기능이 바뀌게 됩니다. 콘덴서 중 하나는 칸막이로 분리되어 작동하지 않습니다. 전기 자동차 냉각 시스템에는 2개의 3방향 밸브가 있어 냉각 시스템의 크고 작은 주기를 전환할 수 있습니다.
III. 난방 시스템의 작동 원리
1. 온수 시스템의 작동 원리
1- 히터 코어 2- 히터 호스 3- 온수 밸브 4- 라디에이터 호스 5- 확장 탱크 6- 워터 펌프 7- 팬 { {7}} 라디에이터 9- 엔진
2. 히트펌프 냉난방시스템의 작동원리
1- 증발기 2- 전기 팬 3- 전기 압축기 4- 액체 저장 건조기 5- 전원 배터리 장치 6- 전원 배터리 장치의 히트 파이프용 팽창 밸브 7- 전원 배터리 유닛의 히트 파이프 8- 차량 내 공간 송풍기 9- 차량 내부 증발기용 팽창 밸브 10- 응축기 11- 온풍 열 교환기 {{ 12}} 전기 가열 장치 13- 히트펌프 열교환기 14- 히트펌프 열교환기용 팽창 밸브 15- 전기 냉각수 펌프 16- 냉각수 보충 탱크 17- 스톱 밸브 전동 압축기와 증발기 사이(밸브에 전원이 공급되지 않을 때 열림) 18- 증발기와 액체 저장 건조기 사이의 정지 밸브(밸브에 전원이 공급되지 않을 때 닫힘) 19- 냉매 일방향 밸브 {{21} } 전동식 압축기와 히트펌프 열교환기 사이의 정지 밸브(밸브에 전원이 공급되지 않을 때 열림) 21- 히트펌프 열교환기와 액체 저장 건조기의 팽창 밸브 사이의 정지 밸브(밸브에 전원이 공급되지 않을 때 열림)
