空調(diào)壓縮機扭矩測試
AIR ConDITIONING COMPRESSOR TORQUE TEST

空調(diào)系統(tǒng)是車輛上最大的輔件負(fù)荷，不僅對傳統(tǒng)燃油車和混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性有很大影響，還會導(dǎo)致純電動汽車行駛里程的大大降低。并且加熱比制冷更加不利于純電動車的續(xù)駛范圍，因為在傳統(tǒng)燃油車上可以利用余熱，即使熱泵。所以空調(diào)系統(tǒng)對續(xù)駛里程有決定性影響，減少車輛空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷將擴(kuò)大行駛里程并增加電動汽車的市場滲透率。

壓縮機是能耗的關(guān)鍵部件

無論制冷空調(diào)還是熱泵，系統(tǒng)都是圍繞壓縮機展開的

壓縮機都是車輛能耗的主要部件,占整個空調(diào)系統(tǒng)能耗的50%以上

·  壓縮機影響駕駛性
傳動燃油車和混動車輛空調(diào)系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉，不但影響能耗，由于其消耗的功率大，也影響到行駛過程中的駕駛性。怠速的扭矩儲備大部分是為了保證空調(diào)系統(tǒng)隨時起動，而不至于發(fā)動機熄火。不同型號的汽車空調(diào)系統(tǒng)消耗的功率不同，一般隨制冷量的增大而增大，對汽車動力性的影響基本上在10％―15％。

純電動車的壓縮機功率消耗不像燃油車那么嚴(yán)重，但由于壓縮機也使用高壓供電，從另外一個維度對駕駛性產(chǎn)生影響，即壓縮機的控制。


·  壓縮機對NVH的影響

由壓縮機引起的噪聲一直是令人頭疼的問題，電磁離合器引起的沖擊噪聲和壓縮機運行時的噪聲都是難以解決的黑箱子。電動車則更為嚴(yán)重，缺失了發(fā)動機的遮蓋效應(yīng)和大質(zhì)量系統(tǒng)的減振依靠，需要直面壓縮機本身的噪聲和振動。

·  壓縮機扭矩對控制系統(tǒng)的影響--動態(tài)

壓縮機的扭矩受到入口和出口壓力的影響，也就是蒸發(fā)器和冷凝器的影響，即換氣扇和冷卻風(fēng)扇的影響。它不是一個查表就能解決的控制問題，而是一個需要精準(zhǔn)運算的控制過程。發(fā)動機皮帶驅(qū)動壓縮機上的電磁離合器也不只是簡單的開/閉的過程，吸合的過渡時間對壓縮機沖擊NVH來說至關(guān)重要。至于電動壓縮機就更為復(fù)雜了，它的SPWM控制甚至比電動機要考慮的因素更多。



解決的關(guān)鍵

所有這些問題的關(guān)鍵在于壓縮機是個黑箱子，由于輸入扭矩的缺失，它的能耗無法精確計算，它對駕駛性的影響也停留在估算上，對NVH的影響靠的是試錯，無法量化，對于控制就更像空中樓閣。急需解決的問題是，它的實際消耗扭矩是多少，如何采集壓縮機的瞬態(tài)扭矩。

空調(diào)壓縮機的扭矩測試

目前廣泛使用的方法是通過壓縮機電磁離合器上測量的電流和電壓來計算電力能源后，換算出機械能源，這種方法不直接，誤差大，不能反映動態(tài)特性。對于沒有配置電磁離合器的變排量壓縮機，這種方法還不適用。國內(nèi)尚未有產(chǎn)品化的壓縮機扭矩傳感器。



M-Stars的解決方案



定制壓縮機扭矩傳感器
M-stars提供交鑰匙解決方案

針對不同的吸盤形式，M-stars為汽車空調(diào)壓縮機中的扭矩測量，例如壓縮機的效率測試，提供交鑰匙解決方案。

·  單通道遙測轉(zhuǎn)子安裝在軸端或離合器組件上，應(yīng)變片連接到信號輸入。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)完全密封，可防油防塵，工作溫度范圍為-40+ 125°C。

·  為了能在道路和臺架上進(jìn)行長期測試，遙測系統(tǒng)由無線感應(yīng)電源供電，免維護(hù)和無磨損持久運行。即使在空間有限的車輛發(fā)動機艙內(nèi)，精巧設(shè)計的感應(yīng)線圈和天線系統(tǒng)也可以適應(yīng)各種壓縮機的要求。

·  測得的扭矩數(shù)據(jù)通過線圈/天線組件傳輸?shù)蕉ㄗ咏邮掌鲉卧?，通過任何標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析

實測數(shù)據(jù)及分析




從圖中可以看出由于發(fā)動機本身的原因，壓縮機的扭矩是在一定范圍內(nèi)波動的，在壓縮機運行的過程中，其扭矩的大小也是不斷變化的。

仔細(xì)觀察其開啟和關(guān)閉過程，開啟時壓縮機扭矩的上升有一個明顯的過渡過程，這個過渡過程對于改善NVH，減小結(jié)合沖擊噪聲有著重要意義同理，在分離過程，如果施加控制則會避免如圖所示的扭矩反沖和波動的過程。

實測的扭矩數(shù)據(jù)無疑為這種分析和控制提供了量化可能。



空調(diào)壓縮機開啟和關(guān)閉過程的瞬態(tài)數(shù)據(jù)

結(jié)語

·  空調(diào)壓縮機是影響能耗，駕駛性和NVH的最重要附件，無論是傳統(tǒng)燃油車，混動車還是純電動車。對這些影響進(jìn)行研究的關(guān)鍵在于壓縮機消耗扭矩的量化

·  M-stars提供了壓縮機扭矩測量提供交鑰匙解決方案，適用于各種帶有吸盤和不裝配吸盤的壓縮機系統(tǒng)。

·  實測扭矩顯示，高精度的測試數(shù)據(jù)是量化解決屬性平衡沖突的唯一途徑。