Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
MetalworkMetalwork
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych

26 Apr 2021 14:44 4776 25
  • Editor
    Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych


    Układy klimatyzacji stosowane są w pojazdach samochodowych od wielu lat. Na początku zarezerwowane były dla pojazdów luksusowych, by obecnie stanowić podstawowe wyposażenie nawet pojazdów klasy budżetowej. Dziś większość z nas nie wyobraża sobie podróżowania samochodem bez tego układu w upalne czy nawet ciepłe dni. Klimatyzacja podnosi nie tylko komfort jazdy, ale również bezpieczeństwo. Wysoka temperatura w kabinie wpływa niekorzystnie na samopoczucie kierowcy, co przekłada się też na jego koncentrację i przyspieszone uczucie zmęczenia.

    Jednym z kluczowych podzespołów układu klimatyzacji jest kompresor. Podnosi on ciśnienie czynnika chłodniczego (gazu R134 lub R1234yf). W samochodach wyposażonych w silnik spalinowy napędzany jest paskiem wieloklinowym. Co jednak, gdy mamy do czynienia z pojazdem elektrycznym lub hybrydowym? Pomimo występowania w hybrydach silnika spalinowego nie służy on już do napędzania kompresora klimatyzacji. Wynika to z tego, że często, zwłaszcza podczas jazdy miejskiej taki pojazd porusza się za pomocą silnika elektrycznego, a nie spalinowego. Brak napędu sprężarki powodowałby mało wydajne działanie układu klimatyzacji. Dlatego też zarówno w pojazdach hybrydowych, jak i elektrycznych stosuje się kompresory z napędem elektrycznym.

    Stosowane w tego typu pojazdach sprężarki najczęściej są typu ślimakowego i składają się z dwóch spirali - nieruchomej i orbitalnej, silnika bezszczotkowego oraz separatora oleju. Spowodowane jest to po pierwsze łatwym regulowaniem wydatku, a po drugie taki typ ma niższe zapotrzebowanie na energię. Ma to szczególne znaczenie w pojazdach elektrycznych, gdzie każda oszczędność energii zwiększa - tak pożądany - zasięg. Układ klimatyzacji pełni też dodatkową bardzo ważną funkcję. Służy do chłodzenia zestawu akumulatorów – szczególnie w pojazdach elektrycznych. Ładowanie (poprzez rekuperację) oraz rozładowywanie akumulatorów powoduje wydzielanie się ciepła, ponadto są one bardzo wrażliwe na temperatury, w jakich pracują. W ciepłe dni układ chłodzi więc nie tylko wnętrze, ale dba również o odpowiednią temperaturę systemu magazynowania energii.

    Przykładowo - w samochodzie Toyota Prius zamontowana jest sprężarka napędzana przez synchroniczny silnik elektryczny z magnesami trwałymi. Napięcie o wartości 201 V do sprężarki zapewnia falownik klimatyzacji. Poprzez modulację częstotliwościową jest możliwa płynna regulacja obrotów sprężarki. Ponieważ kompresor zasilany jest elektrycznie, to olej jaki krąży w układzie klimatyzacji tego typu pojazdów musi charakteryzować bardzo dobra dielektryczność (około 10 MΩ). Jest to szczególnie ważne dla osób wykonujących obsługę układów klimatyzacji. Dlatego też firma TEXA mająca w swojej ofercie stacje do obsługi klimatyzacji serii Konfort wyposażyła je w oprogramowanie, które przypomina o konieczności zastosowania innego oleju. Właściwości dielektryczne oleju pogarszają zanieczyszczenia i wilgoć. 1% zanieczyszczeń pogarsza je aż dziesięciokrotnie.

    Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych
    Hermetyczne, identyfikowalne zbiorniczki na olej oraz UV – Stacja TEXA Konfort 760R


    System klimatyzacji samochodowej – szczególnie w wersji z automatycznym sterowaniem to jednak nie tylko kompresor. To również szereg czujników oraz siłowników sterowania klapami mieszalników powietrza. Jeżeli układ umożliwia nadmuch zimnego powietrza, ale są problemy z utrzymywaniem pożądanej temperatury wnętrza pojazdu lub zmiana kierunku nawiewu na panelu sterującym niczego nie zmienia, to stwierdzenie usterki bez testera diagnostycznego jest bardzo trudne lub niemożliwe. Nowoczesne zautomatyzowane układy wykorzystują informacje z czujników nasłonecznienia, wilgotności, temperatury zewnętrznej, temperatury silnika, prędkości jazdy czy ciśnienia czynnika. Wszystkie te parametry mają wpływ na intensywność chłodzenia wnętrza i są niezbędne do prawidłowego działania systemu. Co więcej, jeżeli występują w nim jakieś usterki, to najczęściej nie przewiduje się żadnej kontrolki awarii dla tego systemu. Dopiero podpięcie komputera diagnostycznego pozwala na ujawnienie błędów oraz przeprowadzenie diagnostyki systemu. Przykładowe aktywacje i parametry przedstawimy na przykładzie samochodu Toyota Prius kod modelowy ZVW z 2016 roku, wykorzystując oprogramowanie diagnostyczne firmy TEXA IDC5 oraz interfejs diagnostyczny TXT Multihub. Dla tego pojazdu dostępne są w diagnostyce 43 parametry, dzięki którym jesteśmy w stanie sprawdzić, czy jakiś czujnik nie pokazuje wartości w sposób niewiarygodny. Prawidłowa interpretacja jest bardzo ważna, ponieważ wielokrotnie czujnik pokazujący wartość błędnie, ale w zakresie pomiarowym, przewidzianym w oprogramowaniu sterownika, nie wygeneruje kodu usterki, a spowoduje nieprawidłowe działanie układu. Przykładowo - przy uszkodzonym czujniku temperatury zewnętrznej, zaniżającym wartość pomiaru, klimatyzacja będzie działała mało wydajnie. Ilustracja 1 przedstawia przykładowe parametry dostępne w oprogramowaniu.

    Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych
    Ilustracja 1. Podgląd parametrów dla Toyota Prius – układ klimatyzacji


    Tak jak pisaliśmy wcześniej - w przypadku sprężarek napędzanych silnikiem elektrycznym można regulować ich prędkość obrotową, a tym samym wydajność. Podgląd parametrów pozwala ocenić, czy wartość, jakiej wymaga sterownik pokrywa się z tą rzeczywistą [ilustracja 2].

    Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych
    Ilustracja 2. Parametry obrotów sprężarki IDC5 CARz


    Na stronie parametrów możemy sprawdzić też położenie poszczególnych serwomotorów sterowania mieszalnikami klap powietrza. Wiele usterek związanych z nieprawidłowym ukierunkowaniem nadmuchu powietrza wynika właśnie z ich uszkodzenia. Uszkodzenie serwomotoru klapy zamykającej i otwierającej obieg powietrza zewnętrznego powoduje najczęściej bardzo intensywne parowanie szyb w samochodzie. Niestety, jak już wspominaliśmy, o tym nie poinformuje żadna kontrolka. Pomóc może diagnostyka komputerowa i regulacja „uruchomienie serwomotorów” [ilustracja 3]. Funkcja sprawia, że każdy z serwomotorów jest aktywowany, w przypadku usterek pojawią się błędy od niesprawnych serwomotorów. Podgląd parametrów pozwoli nam sprawdzić, czy położenie poszczególnego serwomotoru uległo zmianie. Regulacja wymagana jest również wtedy, gdy wymieniony został wzmacniacz A/C, jeden z serwomotorów oraz po odłączeniu akumulatora 12V.

    Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych
    Ilustracja 3. Oprogramowanie IDC5 TEXA wysterowanie serwomotorów mieszania powietrza układu klimatyzacji.


    Tester diagnostyczny pozwala również na wysterowanie określonej prędkości obrotowej kompresora klimatyzacji (czyli regulację jego wydajności) oraz konkretnych serwomotorów [ilustracja 4].

    Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych
    Ilustracja 4. Wybrane dostępne aktywacje w oprogramowaniu IDC5 CAR dla Toyota Prius.


    Jak widać - diagnozowanie układów klimatyzacji bez testera diagnostycznego jest bardzo trudne. Również podczas przeprowadzania rutynowej obsługi serwisowej układu trzeba pamiętać o zachowaniu szczególnej ostrożności z racji stosunkowo wysokiego napięcia (niespotykanego wcześniej w pojazdach samochodowych) do zasilania sprężarki elektrycznej, ale również z powodu stosowania innego rodzaju oleju. Ponadto pamiętajmy, że układ klimatyzacji nie chłodzi tylko wnętrza pojazdu, ale również pakiet akumulatorów. Pojazd spalinowy z niesprawną klimatyzacją będzie zdatny do jazdy, co najwyżej warunki będą mniej komfortowe, natomiast w przypadku pojazdów elektrycznych i hybrydowych jest to niedopuszczalne.

    [Artykuł Partnerski]
  • MetalworkMetalwork
  • Level 41  
    Nie spotkałem jeszcze samochodu z bateriami chłodzonymi za pomocą klimatyzacji...
    Za pomocą płynu chłodniczego owszem, całkiem powszechne, tylko że to nie ma absolutnie nic wspólnego z klimą...
  • MetalworkMetalwork
  • Level 40  
    magic9 wrote:
    Ponadto pamiętajmy, że układ klimatyzacji nie chłodzi tylko wnętrza pojazdu, ale również pakiet akumulatorów.


    Jaaasne, Zwłaszcza w moim Leaf’ie :crazyeyes:
    Dla wiedzy autora - w tym pojeździe pakiety baterii są chłodzone otaczającym powietrzem.

    magic9 wrote:
    Pojazd spalinowy z niesprawną klimatyzacją będzie zdatny do jazdy, co najwyżej warunki będą mniej komfortowe, natomiast w przypadku pojazdów elektrycznych i hybrydowych jest to niedopuszczalne.


    Taaaa! Co najwyżej będzie jak w ruskim czołgu: latem ukrop a zimą piź*zi.
    Autor zapomniał wspomnieć, (albo po prostu nie wie), że w elektrykach klima działa w obie strony i zimą dogrzewa wnętrze.
  • Level 27  
    Z tego postu to wynika tylko jedno ,jakie to wspaniałe są stacje Texa a tak naprawdę to przereklamowane i przestarzałe bo uv stosować już parę lat nie wolno..Natomiast sprężarki nie nazywają się ślimakowe tylko scroll a w tłumaczeniu to na pewno nie ślimak
  • Level 43  
    Przecież w elektrykach jest pompa ciepła. Inwerter tam siedzi.
  • Level 38  
    W Priusach akurat powietrze do chłodzenia/grzania akumulatorów zasysane jest z okolic nóg pasażera. W którymś modelu jest kratka, i jak da się tam dużą reklamówkę z zakupami to można przegrzać baterię.
  • Level 41  
    ladamaniac wrote:
    W Priusach akurat powietrze do chłodzenia/grzania akumulatorów zasysane jest z okolic nóg pasażera. W którymś modelu jest kratka, i jak da się tam dużą reklamówkę z zakupami to można przegrzać baterię.


    W większości Toyot w hybrydzie, jeśli akumulator mają pod tylną kanapą.
    Do tego, w kratce jest prosty filtr, który warto okresowo czyścić bo zarasta...
  • Level 21  
    Też chciałem napisać o "elektryzacji". Wobec toyot w dieslu, w benzynie, w hybrydzie, sprężarek "ślimakowych" ze spirala "orbitalną" - dałem spokój.
    Raczej już naszym następcom przypadnie rola oczyszczania języka, jak niegdyś, po zaborach.
  • Level 26  
    Nikt tego nie poprawi. Lenie mówią, że język rozwija się. Szkoda, że go rozwijają głupcy i ignoranci.
  • Level 43  
    SPrawa jest prosta do elektryków trzeba mieć druga stacje obsługi i tyle w temacie. Bo za kilka chwil inverter wywali błąd izolacji i po chłodzeniu.
  • Level 21  
    Ja pitolę - jeden ciekawy artykuł i oczywiście 11 x krytyka , masakra !
  • Level 40  
    Zbychul wrote:
    Ja pitolę - jeden ciekawy artykuł i oczywiście 11 x krytyka , masakra !


    Może nie tyle krytyka, ale prostowanie nieścisłości.
    Z kolei gdy się chce pisać na dany temat, to wartałoby wiedzieć o czym się pisze. Tak z czystej uczciwości wobec czytelników.
  • Level 18  
    @sanfran
    No dokładnie. Artykuł pisany przez marketingowca powinien być sprawdzony przez kogoś bardziej technicznego przed publikacją :)
  • Editor
    Karaczan wrote:
    Nie spotkałem jeszcze samochodu z bateriami chłodzonymi za pomocą klimatyzacji...
    Za pomocą płynu chłodniczego owszem, całkiem powszechne, tylko że to nie ma absolutnie nic wspólnego z klimą...


    Odpowiedź firmy TEXA:
    Powietrze z wnętrza pojazdu, które wcześniej jest schłodzone przez układ klimatyzacji wykorzystywane jest do chłodzenia pakietu baterii, więc układ klimatyzacji bierze pośredni udział w ich chłodzeniu.

    Dodano po 2 [minuty]:

    sanfran wrote:
    magic9 napisał:
    Pojazd spalinowy z niesprawną klimatyzacją będzie zdatny do jazdy, co najwyżej warunki będą mniej komfortowe, natomiast w przypadku pojazdów elektrycznych i hybrydowych jest to niedopuszczalne.


    Taaaa! Co najwyżej będzie jak w ruskim czołgu: latem ukrop a zimą piź*zi.
    Autor zapomniał wspomnieć, (albo po prostu nie wie), że w elektrykach klima działa w obie strony i zimą dogrzewa wnętrze.


    Odpowiedź firmy TEXA:
    W pojazdach wyposażonych w silnik spalinowy, niesprawna klimatyzacja nie oznacza, że nie działa ogrzewanie wnętrza pojazdu.
    Najpierw odnosi się Pan do pojazdu spalinowego, a później pisze w odniesieniu do elektrycznego.
  • Level 40  
    magic9 wrote:
    W pojazdach wyposażonych w silnik spalinowy, niesprawna klimatyzacja nie oznacza, że nie działa ogrzewanie wnętrza pojazdu.
    Najpierw odnosi się Pan do pojazdu spalinowego, a później pisze w odniesieniu do elektrycznego.


    Panie Redaktorze,
    Zacytowałem Pana zdanie gdzie jest wspomniany pojazd spalinowy a potem elektryczny.

    Moja odpowiedź jest związana całkowicie z pojazdem elektrycznym, którego posiadaczem jestem od ponad trzech lat (proszę zajrzeć do mojego promowanego tematu: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3289001.html ).

    W pojazdach elektrycznych - jak wspomniałem - klimatyzacja jest wykorzystywana do ogrzewania wnętrza ze względu na większą wydajność energetyczną pompy ciepła niż ogrzewania elektrycznego-oporowego.

    Nissan Leaf (jeden z pierwszych i jak dotąd najbardziej rozpowszechnionych pojazdów - 500 tyś wyprodukowanych pojazdów) ma dwie chłodnice w zestawie, jedna klimatyzacji/ogrzewania a druga z normalnym płynem chłodniczym wykorzystywanym do chłodzenia silnika trakcyjnego oraz ładowarki (umieszczonej pod tylnym siedzeniem).
    Owszem, inne pojazdy mogą mieć takie rozwiązania jak Pan podaje, ale nie należy sugerować, że dotyczy to wszystkich pojazdów elektrycznych, bo jest to zwykłe wprowadzanie w błąd.
  • Level 23  
    metalMANiu wrote:
    Artykuł pisany przez marketingowca powinien być sprawdzony przez kogoś bardziej technicznego przed publikacją
    Chyba, że było to kopiuj-wklej.
    Marketingowiec dostał materiały od firmy -> marketingowieg puścił je na Elektrodę...
  • Level 12  
    Mam P2 z 2008 roku i w tym konkretnym modelu klimatyzacja wspomaga chłodzenie akumulatora trakcyjnego,
    wentylator tłoczy powietrze z kabiny do akumulatora - w zimie ciepłe, latem chłodne, pomysł sensowny.

    Mam ogromny apel do serwisów aby nie robiły wiosennych przeglądów klimatyzacji hybrydach
    jak nie mają doświadczenia i dedykowanych stacji. Znam przypadki P2 które zostały uszkodzone podczas
    zupełnie niepotrzebnego corocznego "nabijania" klimatyzacji wykonanego z olejem PAG.
  • Level 14  
    Czy z tym problemem z olejem w elektrykach to chodzi o to, że silnik kompresora "kąpie się" w oleju (jak w zwykłej lodówce)?
  • Level 43  
    tw84 wrote:
    Czy z tym problemem z olejem w elektrykach to chodzi o to, że silnik kompresora "kąpie się" w oleju (jak w zwykłej lodówce)
    Dokładnie, albo jak domowym klimatyzatorze. Tylko P1 miało kompresor napędzany od silnika spalinowego, więc jak jechał w trybie lektrycznym, to się wyłączała.
  • Level 14  
    A to ciekawe, że jest rozbieralny. Te w lodówkach i klimach są zaspawane. Nawet takie duże do chłodni żywnościowych też zwykle są zaspawane.

    W tym przypadku niestety powstaje kolejny punkt możliwej nieszczelności pt. "uszczelka pod głowicą".
  • Level 38  
    W sumie to jest mniej możliwych punktów nieszczelności niż w klasycznej sprężarce samochodowej. Odpada wał napędowy.
    Generalnie im nowsze auto tym bardziej skomplikowany układ chłodzenia/ogrzewania. Tu trochę mało czytelny schemat układu ogrzewania w Prius Prime plug-in.
    Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych
  • Level 38  
    Dzisiaj przy okazji zrobiłem dla chętnych zdjęcia chłodzenia akumulatora systemu hybrydowego w Toyocie Yaris, widoczny wlot powietrza pod nogami pasażera, dmuchawa chłodzenia akumulatora wysokonapięciowego, akumulator wysokonapięciowy oraz akumulator 12v. Całość pod tylnym siedzeniem.
    Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych Zelektryzowana klimatyzacja w pojazdach elektrycznych i hybrydowych