寶馬i3高電壓元件介紹(下)

◆文/北京　馮永忠　康永祿

(接2015年第9期)

七、空調(diào)電動壓縮機(jī)

寶馬i3的暖風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)主要滿足兩方面的需求。首先要滿足乘客艙內(nèi)舒適的溫度，為了延長高電壓蓄電池的使用生命周期，高電壓蓄電池溫度高時(shí)，需要進(jìn)行冷卻。

空調(diào)電動壓縮機(jī)(EKK)由三相同步電機(jī)、EKK控制單元、AC逆變器、空調(diào)壓縮機(jī)等元件組成，如圖20所示。

三相同步電機(jī)用于驅(qū)動EKK，電能來自高電壓蓄電池，所需的三相交流電由EKK內(nèi)DC/AC轉(zhuǎn)換器的AC逆變器轉(zhuǎn)換而成。三相電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速在860～8 600r/min之間無級變化。電功率可達(dá)4.5kW，在環(huán)境溫度高、高電壓蓄電池溫度高以及空氣流動慢時(shí)，需要最大電機(jī)功率。

根據(jù)自動空調(diào)控制模塊(IHKA)的請求，EKK控制單元控制EKK內(nèi)三相電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并把運(yùn)轉(zhuǎn)狀況反饋給IHKA。通過LIN總線，EKK控制單元與IHKA通信，IHKA是EKK的主控制單元。

DC/AC轉(zhuǎn)換器把直流電壓轉(zhuǎn)換成三相同步電機(jī)需要的三相交流電壓。EKK控制單元和DC/AC轉(zhuǎn)換器集成在EKK的鋁殼體內(nèi)，氣態(tài)制冷劑流動時(shí)進(jìn)行冷卻。如果DC/AC轉(zhuǎn)換器的溫度超過125℃，EKK控制單元斷開高電壓電源。通過加快初始冷卻速度等措施，溫度不會太高。電動空調(diào)壓縮機(jī)控制單元監(jiān)測溫度，如果溫度低于112℃，EKK繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

EKK電源電壓在200～410V之間，高于或低于電壓范圍時(shí)，動力收到限制，關(guān)閉EKK。

要壓縮制冷劑，使用螺旋式壓縮機(jī)，如圖21所示。

帶螺旋輪廓的內(nèi)盤由三相同步電機(jī)用一根軸驅(qū)動，低溫低壓的氣態(tài)制冷劑從固定的帶輪廓外盤的兩個開口注入，通過兩個盤的移動壓縮并加熱。

經(jīng)過三次旋轉(zhuǎn)之后，已經(jīng)壓縮并加熱的制冷劑從外盤中間的出口排出，經(jīng)過一個油液分離器后，高溫高壓的制冷劑進(jìn)入冷凝器。EKK的最高轉(zhuǎn)速是8 600r/min，制冷劑最高出口壓力是30bar(1bar=105Pa)。制冷劑壓縮原理如圖22所示。

防止接觸圓形高電壓接頭的高電壓端子，高電壓接頭不是高電壓互鎖環(huán)電路元件。EKK的電容小于100μF，電容通過EKK中的被動電阻放電。EKK斷開后，5s之內(nèi)，電壓低于60V。EKK電路圖如圖23所示。

八、電加熱器

由于效率非常高，從電機(jī)傳遞的熱量低于從發(fā)動機(jī)傳遞的熱量，這些熱量不能用于加熱。為了能夠控制車內(nèi)溫度，寶馬i3使用電加熱器，元件位置如圖24所示。

電加熱器的最大電功率是5.5kW(280Vx20A)，電加熱器由三個加熱線圈組成，通過電加熱器內(nèi)的電子開關(guān)接通或斷開這三個加熱線圈，電加熱器如圖25所示。

電加熱器加熱冷卻液，冷卻液經(jīng)電動冷卻液泵加壓后循環(huán)，加熱的冷卻液流過乘客艙內(nèi)的熱交換器，放出熱量。鼓風(fēng)機(jī)把加熱的空氣吹入乘客艙，冷卻液散熱后流回儲液罐，如圖26所示。