No calor do verão ou no frio do inverno, o ar condicionado do carro é essencial para nós, entusiastas de automóveis, principalmente quando os vidros embaçam ou congelam. A capacidade do sistema de ar condicionado de desembaçar e descongelar rapidamente desempenha um papel crucial na segurança ao dirigir. Já os veículos elétricos, que não possuem motor a combustão, não têm uma fonte de calor para aquecimento, e o compressor não conta com a força motriz do motor para fornecer refrigeração. Então, como os veículos puramente elétricos conseguem realizar as funções de aquecimento e refrigeração do ar condicionado? Vamos descobrir.
01 Componentes do Sistema de Refrigeração do Ar Condicionado
Os componentes do sistema de refrigeração de ar condicionado incluem: compressor elétrico, condensador, sensor de pressão, válvula de expansão eletrônica, evaporador, tubulações rígidas de ar condicionado, mangueiras e circuito de controle.
Compressor:
O compressor aspira um gás refrigerante a baixa temperatura e baixa pressão e o comprime, transformando-o em gás refrigerante líquido a alta temperatura e alta pressão. Durante a compressão, o estado do refrigerante permanece inalterado, mas a temperatura e a pressão aumentam continuamente, formando um gás superaquecido.
Condensador:
O condensador utiliza um ventilador de resfriamento dedicado para dissipar o calor do fluido refrigerante, que se encontra em alta temperatura e pressão, para o ar circundante, resfriando-o. Nesse processo, o fluido refrigerante passa do estado gasoso para o estado líquido, mantendo-se em alta temperatura e pressão.
Válvula de expansão:
O fluido refrigerante líquido, em alta temperatura e alta pressão, passa pela válvula de expansão para ser estrangulado e ter sua pressão reduzida antes de entrar no evaporador. O objetivo desse processo é resfriar e despressurizar o fluido refrigerante, regulando o fluxo para controlar a capacidade de refrigeração. Ao passar pela válvula de expansão, o fluido refrigerante muda de um estado líquido de alta temperatura e alta pressão para um estado líquido de baixa temperatura e baixa pressão.
Evaporador:
O fluido refrigerante líquido, em baixa temperatura e baixa pressão, proveniente da válvula de expansão, absorve uma grande quantidade de calor do ar circundante no evaporador. Durante esse processo, o fluido refrigerante passa do estado líquido para o gasoso, também em baixa temperatura e baixa pressão. Esse gás é então aspirado pelo compressor para ser comprimido novamente.
Do ponto de vista do princípio de refrigeração, o sistema de ar condicionado dos veículos elétricos é basicamente o mesmo dos veículos tradicionais movidos a combustíveis fósseis. A principal diferença reside no método de acionamento do compressor do ar condicionado. Nos veículos tradicionais movidos a combustíveis fósseis, o compressor é acionado pela polia da correia do motor, enquanto nos veículos elétricos, o compressor é controlado eletronicamente para acionar o motor, que por sua vez aciona o compressor através do virabrequim.
02 Sistema de aquecimento e ar condicionado
A principal fonte de aquecimento é o PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo). Veículos puramente elétricos geralmente possuem dois tipos: módulo PTC para aquecimento de ar e módulo PTC para aquecimento de água. O PTC é um tipo de termistor semicondutor, cuja característica principal é o aumento da resistência do material com a elevação da temperatura. Sob tensão constante, o PTC aquece rapidamente em baixas temperaturas e, à medida que a temperatura aumenta, a resistência aumenta, a corrente diminui e a energia consumida pelo PTC diminui, mantendo assim uma temperatura relativamente constante.
Estrutura interna do módulo PTC de aquecimento de ar:
É composto por um controlador (incluindo módulo de acionamento de baixa/alta tensão), conectores de chicote de fios de alta/baixa pressão, película resistiva de aquecimento PTC, almofada de silicone isolante termicamente condutora e invólucro externo, conforme mostrado na figura.
O módulo PTC de aquecimento de ar consiste na instalação direta do PTC no núcleo do sistema de ar quente da cabine. O ar da cabine é circulado pelo ventilador e aquecido diretamente pelo aquecedor PTC. A película resistiva de aquecimento dentro do módulo PTC de aquecimento de ar é alimentada por alta tensão e controlada pela VCU (Unidade de Controle do Veículo).
03 Controle do Sistema de Ar Condicionado do Veículo Elétrico
A unidade de controle do veículo elétrico (VCU) coleta sinais do interruptor do ar-condicionado, do pressostato do ar-condicionado, da temperatura do evaporador, da velocidade do ventilador e da temperatura ambiente. Após processamento e cálculo, ela gera sinais de controle, que são transmitidos ao controlador do ar-condicionado através do barramento CAN. O controlador do ar-condicionado controla o ligar/desligar do circuito de alta tensão do compressor do ar-condicionado, conforme mostrado na figura.
Esta foi a conclusão da introdução geral ao sistema de ar condicionado de veículos elétricos. Você achou útil? Siga a Yiyi New Energy Vehicles para mais conhecimento especializado compartilhado semanalmente.
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Data da publicação: 13/09/2023
