Sprężarki elektryczne, czyli przyszłość klimatyzacji

19 Mar 2019

Pojazdy hybrydowe i elektryczne stają się coraz popularniejsze. Wymagają one obsługi, która ma swoją specyfikę, czego przykładem jest układ klimatyzacji w takich samochodach.

Układ klimatyzacji w samochodach hybrydowych i elektrycznych chłodzi nie tylko kabinę, ale także baterię zasilającą pojazd. – Warsztaty zajmujące się klimatyzacją w pojazdach hybrydowych i elektrycznych muszą o tym pamiętać. Jeśli klimatyzacja przestanie działać w „zwykłym” samochodzie, można uchylić okno i nadal prowadzić. Jeśli jednak awarii ulegnie układ klimatyzacji w pojeździe elektrycznym, samochód nie uruchomi się ze względów bezpieczeństwa, ponieważ akumulator będzie zbyt gorący i może eksplodować – wyjaśnia Richard Groot, specjalista ds. układów klimatyzacji w DENSO Aftermarket.

W przyszłości niezawodność i wydajność klimatyzacji będzie więc coraz ważniejsza, jednocześnie jednak kluczowym komponentem tego układu pozostanie sprężarka, tyle że napędzana elektrycznie. Warto zatem zapoznać się z kilkoma wskazówkami na jej temat przygotowanymi przez ekspertów DENSO.

Jak działa sprężarka elektryczna?

Standardowe sprężarki napędzane są paskiem. Ponieważ pojazdy elektryczne nie są wyposażone w paskowy napęd osprzętu, konieczne jest zastosowanie sprężarek elektrycznych. Sprężarki tego typu produkowana przez DENSO składają się z następujących elementów:

  • sekcja sprężarki – zawiera sprężarkę typu spiralnego, która zasysa, spręża i zwalnia czynnik chłodniczy.
  • silnik napędzający – jest to silnik bezszczotkowy, który wykorzystuje magnes stały jako wirnik i cewkę jako stojan.
  • inwerter – przetwarza prąd stały (DC) z akumulatora pojazdu na prąd przemienny (AC) zasilający silnik. Sterownik układu klimatyzacji przesyła sygnały prędkości obrotowej sprężarki do inwertera za pośrednictwem ECU pojazdu w celu sterowania prędkością obrotową sprężarki elektrycznej.
  • separator oleju – olej sprężarki może zmniejszyć wydajność chłodzenia, dlatego w celu poprawy cyrkulacji czynnika chłodniczego używany jest separator, który oddziela olej od czynnika chłodniczego.

Dodać należy jeszcze, że silnik elektryczny pracuje pod napięciem zmiennym (AC) 200 V lub wyższym i jest chłodzony czynnikiem chłodniczym, ponieważ wytwarza ciepło podczas pracy. W celu izolacji silnika i obudowy sprężarki stosuje się olej sprężarkowy o wysokich właściwościach izolacyjnych.

DENSO produkuje masowo sprężarki elektryczne od 2003 roku. Jako pierwsza firma na świecie, japoński producent zintegrował inwerter ze sprężarką w jeden komponent. W najnowszej generacji sprężarek elektrycznych DENSO, inwerter jest umieszczony w linii z silnikiem, dzięki czemu konstrukcja jest lżejsza, cieńsza i pozwala zaoszczędzić więcej miejsca pod maską.

Oszczędność paliwa i nie tylko

Konstrukcja sprężarek elektrycznych firmy DENSO zapewnia pojazdom hybrydowym i elektrycznym szereg korzyści:

  • Kontrolowana prędkość obrotowa przyczynia się do oszczędności energii. – Kontrolując prędkość sprężarki elektrycznej, kontroluje się również zużycie energii. A im mniej energii zużywa się do napędzania sprężarki, tym więcej można jej użyć do napędzania pojazdu hybrydowego lub elektrycznego. Tym samym, jeśli sprężarka elektryczna zapewnia wysoką wydajność przy niskich obrotach, zwiększa w ten sposób zasięg pojazdu – wyjaśnia Richard Groot. Sprężarki elektryczne firmy DENSO zużywają mniej energii również dzięki swoim niewielkim rozmiarom.
  • Sprężarka elektryczna działa niezależnie od silnika pojazdu –jest napędzana własnym silnikiem elektrycznym, dlatego nawet wtedy, gdy napęd hybrydowy lub elektryczny nie jest włączony, sprężarka może nadal działać. Zapewnia to znaczącą przewagę nad tradycyjnie napędzanymi pojazdami, ponieważ pozwala utrzymywać odpowiednią temperaturę w kabinie przy wyłączonym silniku.
  • Sprężarki elektryczne DENSO są cichsze od innych, przy zachowaniu takiej samej wydajności chłodzenia. Zapewnia to komfortowe warunki w kabinie i nie naraża pasażerów na niepotrzebny hałas.

Przede wszystkim bezpieczeństwo

Podczas wszelkich czynności przy elektrycznych sprężarkach należy przestrzegać kilku kluczowych zasad. Oto one.

Odłączyć zasilanie

Obsługując układ klimatyzacji w samochodzie elektrycznym, należy pamiętać o zasadach bezpieczeństwa i tak jak w przypadku wszystkich  systemów zasilanych wysokim napięciem trzeba podjąć stosowne środki ostrożności. Pamiętać należy, że sprężarka może być zasilana  przez zestaw baterii, których wyjściowe napięcie wynosi od 200 do 400 woltów lub więcej. Przed rozpoczęciem naprawy trzeba więc odłączyć akumulator pojazdu .

Odpowiedni olej

Należy zwrócić uwagę na rodzaj oleju stosowanego w sprężarce elektrycznej, ponieważ zwykle różni się on od oleju stosowanego w sprężarkach napędzanych mechanicznie. Zalecany jest elektroizolacyjny olej ND-11, który nie przewodzi prądu i chroni silnik elektryczny. – Zastosowanie niewłaściwego oleju jest często popełnianym błędem w warsztatach. Użycie nieodpowiedniego oleju może spowodować zwarcie i zniszczyć silnik elektryczny w sprężarce – wyjaśnia Richard Groot.
Taka sama zasada dotyczy barwnika UV – musi on mieć certyfikat SAE. Każdy inny (tani) barwnik UV może powodować obniżenie właściwości izolacyjnych oleju do sprężarek elektrycznych, a w efekcie brak możliwości uruchomienia pojazdu.

Uzupełnianie

Pamiętać trzeba, żeby nie doprowadzić do pomieszania olejów w stacji do obsługi klimatyzacji. – Zwykle stacja do napełniania układów klimatyzacji, z której korzysta większość warsztatów, może obsługiwać tylko jeden rodzaj oleju. Należy mieć to na uwadze, podczas serwisowania pojazdów hybrydowych lub elektrycznych. Na rynku istnieje wiele różnych rozwiązań, takich jak stacje z programem wewnętrznego „płukania”, dzięki czemu można w nich bez problemu zmienić olej. Najlepszym rozwiązaniem jest jednak posiadanie oddzielnej stacji przeznaczonej wyłącznie do obsługi układów klimatyzacji w pojazdach hybrydowych i elektrycznych – radzi ekspert DENSO.

Ważna konserwacja

Sprężarka elektryczna jest hermetycznie zamknięta, nie ma więc uszczelnienia wału, co eliminuje ryzyko wycieku czynnika chłodniczego, które występuje w samochodach konwencjonalnych. Nie oznacza to jednak, że pojazdy hybrydowe lub elektryczne nie wymagają konserwacji układu klimatyzacji. Szczegółowe informacje można znaleźć w instrukcji producenta samochodu. – Trzeba się upewnić, że ilość czynnika chłodniczego jest odpowiednia. Problemy zaczynają się, gdy w układzie zabraknie czynnika lub gdy jego ilość osiągnie poziom krytyczny, ponieważ zazwyczaj powoduje to awarię sprężarki – podkreśla Richard Groot.

Co nas czeka w przyszłości?

Podobnie jak w przypadku innych technologii, sprężarki elektryczne i układy klimatyzacji do samochodów hybrydowych i elektrycznych będą ewoluować, dlatego warsztaty muszą stale aktualizować swoją wiedzę na ten temat. Wiele zmian będzie związanych z jednym z najambitniejszych celów producentów pojazdów elektrycznych, czyli zwiększeniem zasięgu tych pojazdów. Ze względu na wysokie zużycie energii, układ klimatyzacji ma realny wpływ na zasięg i zawsze istnieje tu możliwość poprawy. Przyszłe układy klimatyzacji mogą wykorzystywać zintegrowane podejście projektowe, aby redukować podzespoły i optymalizować ich rozmieszczenie, oszczędzając miejsce i zmniejszając wagę. Coraz doskonalsze sterowanie układem poprawi wydajność energetyczną i przyczyni się do zwiększenia zasięgu pojazdów.

Układy klimatyzacji będą coraz bardziej przypominały systemy zarządzania termicznego, zapewniając chłodzenie wnętrza kabiny i baterii pojazdu, a także ogrzewanie – podsumowuje Richard Groot.

 

 

 

POWIĄZANE POSTY

Zostaw Komentarz