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如何为混合动力汽车/电动汽车

设计加热和冷却系统

ArunT.Vemuri

德州仪器(TI)汽车车身电子装置

和照明部

总经理

KevinStauder

德州仪器(TI)汽车车身电子装置

和照明部

系统工程师

数十年来，内燃机（ICE）一直在为汽车以及加热和冷却系统提

供动力。随着汽车行业电气化并过渡到具有小型内燃机的混合动

力汽车或完全没有发动机的全电动汽车，暖通空调(HVAC)系统

将如何工作？

在本白皮书中，我们将介绍48V、400V或800V混合动力在进行冷却时，来自风机的空气进入蒸发器，在那里制冷剂

汽车和电动汽车中的新型加热和冷却控制模块。其中，您将对空气进行冷却。然后，由发动机驱动的空调压缩机压缩离

通过示例和系统图了解这些模块中独特的子系统，最后我们开蒸发器的制冷剂。

将通过回顾这些子系统的功能解决方案来帮助您开始规划实类似地，在对空气进行加热时，由发动机产生的热量被传递

现。到冷却液。该热冷却液进入加热器芯，加热器芯对将吹入车

厢的空气进行加热。通过这种方法，发动机在车厢的

内燃机在HVAC系统中的工作方式

加热和冷却中起到基础性作用。

在配备ICE的车辆中，发动机是加热和冷却系统的基础。

图1说明了这一概念。

图1.发动机在ICE车辆的加热和冷却系统中起着基础性的作用。

如何为混合动力汽车/电动汽车设计加热和冷却系统22020年9月

混合动力汽车和电动汽车实现加热和冷却的方法1.无刷直流(BLDC)电机是一种代替发动机使空调压缩机

旋转的直流电机。

在混合动力汽车/电动汽车中，由于尺寸限制或不使用内燃

机，需要引入两个附加部件，这些组件在HVAC系统中起2.正温度系数(PTC)加热器或热泵代替发动机对冷却液进

着关键作用，如图2所示：行加热。

图2.混合动力汽车/电动汽车中的加热和冷却系统。

除这些部件之外，其余的加热和冷却系统基础设施与采用图3和4还说明了这两个控制模块的其余子系统之间的相

ICE的车辆相同。如前所述，在没有发动机的情况下，需要似性。两个系统均包含一个电源子系统、一个栅极驱动器偏

使用BLDC电机和PTC加热器或热泵，这分别对功耗、电置电源、微控制器(MCU)、通信接口以及温度和电流监控

机和电阻加热器控制以及整个HVAC控制带来了挑战。装置。

这些控制模块中使用的许多子系统（例如用于通信的收发器

控制BLDC电机和PTC加热器的电子器件

和用于电流测量的放大器）类似于其他加热和冷却控制模块

在高电压混合动力汽车/电动汽车中，BLDC电机和PTC中使用的子系统。不过，电源子系统和栅极驱动器子系统是

加热器都使用高压电源。空调压缩机可能需要高达10kW车辆加热和冷却系统中的这些控制模块所独有的。这些子系

的功率，而PTC加热器可能会消耗高达5kW的功率。统与低压域和高压域相连接。

图3和4分别是空调压缩机BLDC控制模块和PTC加在本白皮书的稍后部分，我们将讨论用于这些子系统的电路

热器控制模块的方框图。这两个方框图均显示空调压缩机拓扑的功能方框图。请注意，电路拓扑的选择必须满足子系

BLDC电机和PTC加热器由高压电池供电。此外，这些模统功能以