無刷直流電機在汽車電動空調中的應用
韓則胤，邱少杰，陳陽生
(1浙江大學浙江杭州310027；2精雷電器有限公司浙江湖州313103)
O引言
隨著國內汽車制造業的飛速發展，汽車空調已經成為整車必不可少的一個子系統，并在近幾年獲得了快速的發展。目前，我國在乘用車上汽車空調配置率已接近********。汽車空調舒適性、可靠性及安全性的要求已成為消費者決定購車意向的重要選擇依據。特別是隨著國際社會對石油危機和全球變暖等問題的日益關注，對于汽車空調環保和節能的要求也越來越高。
目前傳統汽車空調壓縮機由汽車發動機直接帶動，存在消耗發動機功率、轉速變化范圍過大、工作環境惡劣、整體效率低等諸多問題。國外一些新的環保規定，如強制降低怠速排放的要求，長途運輸車輛在停車處使用當地電源，不開油機等等。這都為新型電動空調的使用提供了機會。同時，隨著公眾節能和環保意識的提高，一些符合節能、環保要求的新能源汽車(電動汽車、混合動力)的發展前景被人們看好，而一種節能、高效、性能可靠的電動空調產品，對占領新一代汽車的空調市場顯得至關重要。
電動空調壓縮機由電機、電子控制單元Ecu(Electronic contr0I unit)和壓縮機組成。電機
驅動壓縮機，而Ecu控制電機出力和運行。永磁無刷直流電機以其小體積、高性能、結構簡單、出力大等特點受到了許多行業的青睞，在一些要求高性能和高精度的控制領域更是得到了廣泛的重視。今天，在汽車行業，電機的應用越來越廣泛，一部汽車上使用的電機數量會有上百臺，這其中大部分以直流電機為主。但是，直流電機的一個****問題就是電刷的使用，這使電機的體積變大，而電刷又需要頻繁的更換。無刷直流電機通過Ecu來控制電機的電子換相，從而取消了電刷，消除了更換電刷的顧慮，延長了電機的使用壽命。而電子換相過程中的另一個問題，即需要得到轉子位置，也得到了廣泛的研究。采用霍爾傳感器或光電編碼器等獲得轉子位置是一種可靠的方法，但是這一方面增加了成本，另一方面由于霍爾傳感器等的使用溫度范圍也限制了在惡劣環境中的應用。應運而生的是各種無位置傳感器技術的研究，諸如反電勢法、三次諧波法等，已經得到了深入的研究，并且一些方法也已經得到了實際應用。
永磁無刷直流電機一般采用稀土永磁轉子結構，我國作為一個稀土儲量和生產大國，在制造永磁電機方面有著得天獨厚的優勢。永磁電機技術的研究和應用，有利于將我國的資源優勢轉化為技術優勢，對于我國在新一輪全球技術競爭中取得相對技術優勢有著重要的意義。
1電動空調壓縮機技術
電動汽車空調作為一種新型的汽車關鍵零部件，其真正的發展歷史不是很長，這主要是由于電動空調在普通12v供電的汽車中的應用受到了供電電壓、發電機功率和蓄電池容量等多方面的限制。但是，近年在隨著環保要求的不斷提升，電動汽車、混合動力汽車等的發展，電動汽車空調已經開始受到越來越多的重視。
1 1國內外研究現狀
在國外，目前的汽車用電動空調最主要的開發和供應商是日本電裝公司(Denso)。日本電裝生產的電動空調已經在豐田混合動力轎車上得到應用，但是目前產量有限。另一家日本企業三菱重工也已經開發出電動汽車空調，目前已成功獲得二家美國****汽車廠商的訂單。但是由于目前的混合動力和其它電動汽車的市場容量有限，這一家企業的產量有限。
在國內，由華東理工大學和上海三電貝洱汽車空調有限公司聯合開發的電動空調壓縮機系統在國內的一些電動汽車和混合動力汽車上試用。其他一些研究多停留在實驗室開發階段，沒有得到實際運行。
1 2電動空調壓縮機技術的優勢
傳統空調系統的壓縮機是由曲軸通過皮帶驅動的，而電動空調壓縮機由電機、ECU和壓縮機組成，電機驅動壓縮機，而ECU控制電機出力和運行，因此空調系統不依賴發動機的運轉而工作。相比較而言，電動空調壓縮機系統具有許多明顯的優勢。
(1)普通空調由于發動機轉速的不穩定，必須使用大排量壓縮機來滿足低轉速時的制冷要求（例如國內卡車普遍使用508壓縮機排量136cc左右），排量加大，壓縮機體積大，大大消耗了發動機的輸出功率，效率低。而電動空調的轉速恒定，在同等制冷要求條件下，電動壓縮機的排量可由普通汽車的136cc排量下降到36cc排量，使得電動壓縮機的效率明顯提高。
(2)普通空調的壓縮機安裝在高溫的發動機附近，工作環境差，蒸發器及出風口又安裝在駕駛室內或駕駛室頂部，所以冷媒的管路長，容易泄露，并且冷氣消耗非常大。而電動空調由于擁有獨立的動力源，無需依賴發動機，可以安裝 |
