隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及人們生活水平的提高，越來(lái)越多的人開始使用上了汽車，汽車的舒適性也獲得越來(lái)越多的關(guān)注，而車內(nèi)空氣質(zhì)量很大程度上影響著乘坐的舒適性，汽車空調(diào)作為提升乘員舒適性的系統(tǒng)重要性也越來(lái)越突出。汽車空調(diào)系統(tǒng)（Air Condition，簡(jiǎn)稱AC）是指能對(duì)車內(nèi)空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。

汽車空調(diào)系統(tǒng)主要有制冷系統(tǒng)和制熱系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)和空氣凈化系統(tǒng)。

一、制冷系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理

如下圖所示，汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)包括空調(diào)壓縮機(jī)，冷凝器，儲(chǔ)液罐（現(xiàn)在汽車基本都是和冷凝器一體），蒸發(fā)器，空調(diào)管路，膨脹閥等。隨著汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在蒸發(fā)器，膨脹閥基本上都集成在空調(diào)HVAC上了，HVAC除了這兩個(gè)，還集成了鼓風(fēng)機(jī)，暖風(fēng)裝置及空調(diào)系統(tǒng)各類傳感器和執(zhí)行器等。

圖1 空調(diào)制冷系統(tǒng)組成圖 空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作是制冷劑不斷氣化和液化的過(guò)程，以壓縮機(jī)和膨脹閥中心為界，可以把整個(gè)制冷循環(huán)分為高、低壓兩個(gè)部分，詳細(xì)可以通過(guò)上圖進(jìn)行了解。制冷劑在系統(tǒng)的循環(huán)過(guò)程可以分為4個(gè)工作過(guò)程，如下：

1.壓縮。蒸發(fā)器處理后的低溫低壓的制冷劑氣體，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)吸入并壓縮成高溫高壓的氣體，然后輸入到冷凝器。

2.冷凝放熱。高溫高壓的制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器，由于壓力及溫度的降低，制冷劑氣體冷凝成液體，并放出大量的熱到外界大氣中。

3.節(jié)流。溫度和壓力較高的制冷劑液體通過(guò)膨脹裝置后體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀（細(xì)小液滴）排出膨脹閥。這是制冷劑高、低壓的分界線，膨脹閥有節(jié)流的作用。

4.蒸發(fā)。霧狀制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器，因此時(shí)制冷劑沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)器內(nèi)溫度，故制冷劑液體蒸發(fā)成氣體。在蒸發(fā)過(guò)程中大量吸收周圍的熱量，而后低溫低壓的制冷劑蒸氣又進(jìn)入壓縮機(jī)。

圖2 制冷劑流向與狀態(tài)變化 上述過(guò)程周而復(fù)始的進(jìn)行下去，便可達(dá)到降低蒸發(fā)器周圍空氣溫度的目的。與此同時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣抽進(jìn)車內(nèi)，并將車內(nèi)熱空氣排出，從而使車內(nèi)溫度降低，取得制冷效果。

二、空調(diào)取暖系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理

現(xiàn)在汽車主要充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻后的冷卻液的余熱進(jìn)行制暖，這種方式通常也稱為水冷。當(dāng)制暖效果要求更高時(shí)，一般會(huì)輔助相關(guān)的PTC加熱器進(jìn)行加熱，最終達(dá)到良好的制暖的效果。空調(diào)取暖系統(tǒng)主要部件為熱交換器，主要用于取暖，對(duì)車室內(nèi)空氣或由外部進(jìn)入車室內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行加熱，達(dá)到取暖、除濕的目的。

圖3 空調(diào)取暖系統(tǒng) 如上圖所示，發(fā)動(dòng)機(jī)上的冷卻水控制閥將分流出來(lái)的一路冷卻水送入暖風(fēng)機(jī)的加熱器芯進(jìn)行熱交換，放熱后的冷卻水再經(jīng)加熱器出水管回流至發(fā)動(dòng)機(jī)；同時(shí)，冷空氣被鼓風(fēng)機(jī)吸入到加熱器芯子進(jìn)行加熱，經(jīng)由不同的風(fēng)口吹入車廂內(nèi)部，進(jìn)行風(fēng)窗除霜和取暖。通過(guò)控制冷卻水控制閥的開閉和流水量大小，可調(diào)節(jié)暖風(fēng)機(jī)的供熱量。 空調(diào)控制器連接著車內(nèi)多個(gè)傳感器，能夠通過(guò)這些傳感器準(zhǔn)確獲取車內(nèi)環(huán)境。同時(shí)，控制器通過(guò)CAN與空調(diào)控制面板通訊，可以實(shí)時(shí)的獲取駕駛員對(duì)環(huán)境的要求。利用內(nèi)部算法，通過(guò)CAN來(lái)控制空調(diào)壓縮機(jī)與空調(diào)PTC，鼓風(fēng)機(jī)并且通過(guò)控制風(fēng)門電機(jī)，閥門等執(zhí)行器件，來(lái)達(dá)到對(duì)車內(nèi)環(huán)境的精確控制。

詳細(xì)的空調(diào)控制器框圖如下：

空調(diào)控制器框圖

在控制能系統(tǒng)中，需要對(duì)電流進(jìn)行檢測(cè)，需要選擇合適的電流傳感器。我們可以把電流檢測(cè)分為幾個(gè)范圍。

1，檢測(cè)5A到70A的直流或交流電流。

檢測(cè)5A到50A的直流或交流電一般選用芯片式的霍爾電流傳感器，比如

CH701電流傳感器IC，是工業(yè)、汽車、商業(yè)和通信系統(tǒng)中交流或直流電流傳感的經(jīng)濟(jì)而精確的解決方案。小封裝是空間受限應(yīng)用的理想選擇，同時(shí)由于減少了電路板面積而節(jié)省了成本。典型應(yīng)用包括電機(jī)控制、負(fù)載檢測(cè)和管理、開關(guān)電源和過(guò)電流故障保護(hù)。 參考文章：霍爾傳感器芯片該如何選型

CH701可以檢測(cè)到50A峰值的電流。

如果需要檢測(cè)更大電流，需要更高的隔離電壓，可以選擇更大電流范圍的產(chǎn)品，比如16腳的CH701W系列，電流范圍可以到70A，絕緣耐壓可以到4800Vrms：

2，檢測(cè)50A到200A的直流或交流電流。

可以選用直插型的電流傳感器

CH704 是專為大電流檢測(cè)應(yīng)用開發(fā)的隔離集成式電流傳感芯片。CH704 內(nèi)置 0.1 mΩ 的初級(jí)導(dǎo)體電阻，有效降低芯片發(fā)熱支持大電流檢測(cè)：±50A, ±100A, ±150A, ±200A。其內(nèi)部集成獨(dú)特的溫度補(bǔ)償電路以實(shí)現(xiàn)芯片在 -40 到150度全溫范圍內(nèi)良好的一致性。出廠前芯片已做好靈敏度和靜態(tài)（零電流）輸出電壓的校準(zhǔn)，在全溫度范圍內(nèi)提供 ±2% 的典型準(zhǔn)確性。

參考文章：意瑞半導(dǎo)體推出250A霍爾電流傳感器產(chǎn)品，可以替換Allegro的ACS758/ACS770/ACS772

3，檢測(cè)200A到1000A以上的直流或交流電流。

可以選用線性霍爾加磁環(huán)的方式，使用可編程的霍爾傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)1500A的電流檢測(cè)。

例如：CHI612 可編程線性霍爾芯片，支持 5V 單電源供電。120 kHz帶寬，< 3us 響應(yīng)時(shí)間，0.8 – 24 mV/G 可編程，全溫-40到150度范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn) 2% 精度。芯片出廠前完成靜態(tài)（零電流）輸出電壓的校準(zhǔn)。

參考文章：國(guó)產(chǎn)汽車級(jí)可編程線性霍爾傳感器CHA611,可以替代Allegro的A1363系列產(chǎn)品，解決汽車級(jí)芯片缺貨難題

參考文章：儲(chǔ)能雙向變流器（PCS)設(shè)備中的電流檢測(cè)方法

審核編輯：郭婷