宝马i3车型的空调功能对于功率的要求很高。一方面必须使客户始终感觉车内温度舒适;另一方面必须使高压电池使用寿命最大化,必须在高温条件下进行高压电池冷却。
在i3车型上使用一个电动空调压缩机(EKK)。电动空调压缩机是一个高压组件,固定在电机壳体上,如图12-57所示。
EKK通过三个螺栓固定在电机壳体上。电动空调压缩机接口如图12-58所示。
在8针信号插头内带有用于LIN总线、接地和12V供电(总线端K1.30)的端子。电动空调压缩机组件由以下部件构成:壳体;EKK控制单元;三相交流同步电机;交流电整流器;制冷剂压缩机。
上述各部件均不可单独更换,始终需要更换整个电动空调压缩机组件。
EKK控制单元根据IHKA控制单元要求控制制冷剂压缩机内的三相交流电机转速并将行状态发回至IHKA控制单元。EKK控制单元通过LIN总线与IHKA控制单元通信。
IHKA控制单元是EKK控制单元的主控单元。
电动空调压缩机使用一个三相交流同步电机作为驱动装置,从高压电池获取所需能量。
电动空调压缩机运行所需的三相交流电通过电动空调压缩机内的一个交流电整流器(DC/AC转换器)进行转换。三相交流同步电机的转速范围是860~8600r/min,且可进行无级调节。最大电功率为4.5kW。在车外温度较高、车内温度较高、高压电池温度较高以及冷却模块气流较少等情况下需要最大功率。
交流电整流器(DC/AC转换器)将直流电压转换为用于驱动三相交流同步电机所需的相交流电压。EKK控制单元和DC/AC转换器集成在制冷剂压缩机的铝合金壳体内,通过流经的气态制冷剂进行冷却。DC/AC转换器温度超过125℃时,EKK控制单元就会关闭高压供电。通过提高转速用于自身冷却等各种措施可有效防止达到如此高的温度。由EKK控制单元进行温度监控。温度降至112℃以下时,EKK就会重新运行。
在200~410V的电压范围内为EKK供电。超出该电压范围时就会降低功率或关闭EKK。
空调系统使用螺旋型压缩机压缩制冷剂,压盘如图12-59所示。使用新型制冷剂R1234yf或以前常用制冷剂R134a(根据国家、型号)。
内盘由三相交流同步电机通过一个轴驱动并进行偏心旋转,通过固定式外盘上的两个开口吸入低温低压气态制冷剂,然后通过内外盘的运动使制冷剂压缩。
制冷剂压缩变热后,可通过外盘中部的开口以气态形式释放,高温高压气态制冷剂从此处经油气分离器向冷凝器方向流至空调压缩机接口,原理如图12-60所示。电动空调压缩机系统框图如图12-61所示
电动空调压缩机最高转速为8600r/min,可产生约3MPa的最大工作压力。
用于电动空调压缩机的圆形高压插头高压触点采取了防触摸保护措施。电动空调压缩机的高压插头并非高压触点监控电路的组成部分。
EKK内的电容小于100uF。该电容通过EKK内的被动电阻放电。EKK关闭后,电压在5s内降至60V以下。
由于效率较高,电机释放出的热量远远低于发动机。因此无法利用电机余热进行加热为了调节出舒适的车内温度,在Ⅰ01上装有一个电气加热装置。电气加热装置是一个高电压组件,安装在发动机室盖下方空间内,如图12-62所示。
电气加热装置上的接口如图12-63所示。
标准配置车内加热装置如图12-64所示。
冷却液在电气加热装置内加热并通过电动冷却液泵(20W)循环。变热的冷却液流经车内的暖风热交换器并在此释放出热量。最终加热的空气通过鼓风机到达车内。制冷剂从暖风热交换器输送至冷却液补液罐。
冷却液使用水与新型冷却液浓缩液的混合物。水与冷却液浓缩液按1:1的比例混合。
电加热装置的结构如图12-65所示。
电气加热装置的最大电功率为5.5kW(280V和20A)。电气加热装置通过三个功率约为0.75kW、1.5kW和2.25kW的加热线圈实现功能。在电气加热装置内通过电子开关( PowerMOSFET)切换加热线圈线路(单独或一起)。电气加热装置系统框图如图12-66所示。
流经各线路的电流经过测量并由电气加热装置控制单元进行控制。电压范围为250～
400V时,最大电流为20A。超出该电压范围时就会降低功率。耗电量提高时,通过关闭硬件中断能量供应。
该电路的设计确保即使控制单元出现故障也能有效断开供电。冷却液温度通过电气加热装置输出端的一个传感器进行测量。在电气加热装置内断开高压电路与低压电路之间的导电连接。低压插头上有LIN总线和供电(总线端K1.30B)端子。
在高压插头内,除高压触点外还集成有一个电桥。高压插头内的电桥触点采用前置式设计。
也就是说,拔出高压插头时首先断开高压电桥触点。这样可以断开控制单元(EH)供电。因此在还未完全拔出高压插头前,也会断开高压供电。这样可以确保在高压触点上不会形成电弧。
高压触点采取了防触摸保护措施。电气加热装置的高压插头不是高压接触监控电路的组成部分。
通过单独或组合接通单个加热线圈可实现加热挡(表12-5)。IHKA控制单元通过LIN总线发送加热装置接通要求。
达到最高温度或超过最大允许电流时,就会通过电气加热装置控制单元自动降低加热功率。
