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奥迪e-tron纯电动汽车的热能管理系统
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2022-05-24 09:09:03

 一、温度管理系统

    从热力学角度讲,温度管理指的是对能量流的控制,尤其是热流的控制;从车辆技术角度讲,温度管理指的是车上与能量相关的热效率的优化。在电驱动车上,温度管理的目的是要降低功耗,从而提高可达里程。另外,温度管理系统还负责调控电动部件(比如高压蓄电池、充电器、电机及其相关件)。当然,保持车内温度舒适,也是温度管理系统的任务。
    温度管理系统的目标是电动部件产生的余热不能不利用就排到大气里,要实现检查一下车上部件的热量需求情况。因为内燃机上废气温度与大气温度之间的温度差,要远大于电驱动装置电机的温度差。比如:温度管理系统应在所有情况下都将高压蓄电池的温度保持在约25~35℃这个效率最佳的温度区间。这意味着从冬季月份的冷启动到炎热夏季的高速公路上的快速行驶,这些工况都考虑到了。
    如图1所示,奥迪e-tron上的温度管理系统由4个循环管路构成,这几个循环管路可按需要以不同方式彼此连接在一起,以便对车内和电动系统加热或者冷却。这4个循环管路通过智能的彼此相连,收集来自电机、功率电子装置和高压蓄电池的余热。热泵可使之到达更高温度,从而可用于加热车内。热循环不但用于加热车内,还可以用于给高压蓄电池提供热量。奥迪e-tron热能管理系统主要部件一览如图2所示,该图展示了车上制冷剂循环管路、加热循环管路、高压蓄电池和电驱动系统冷却循环管路的管路和软管。
 
1.制冷剂循环
    如图3所示,制冷剂环路分为两个支路:一个支路用于车内空调,另一个支路冷却高压蓄电池(通过高压蓄电池热交换器E)。车内空调部件(从制冷剂循环管路开始)也能在图3中看到:电动空调压缩机V470,制冷剂压力和制冷剂温度传感器1 G395,制冷剂压力和制冷剂温度传感器2 G826,阀体B,冷凝器1,制冷剂循环管路止回阀2,内部热交换器3和加热/空调器A。
    制冷剂在热膨胀阀4内卸压,这样就可吸收车内的热量并引走热量了。随后制冷剂再次返回到电动空调压缩机。
    用于经高压蓄电池热交换器E来对高压蓄电池实施冷却的制冷剂循环管路要素如下(按功能顺序):在制冷剂再次经过冷凝器1、制冷剂循环管路上的止回阀2后,压缩并冷却下来的制冷剂流向制冷器任,在制冷剂膨胀阀2 N637内膨胀并急剧冷却(就像空调器那样的),吸收冷却环路中的热量并返回到电动空调压缩机V470。目前使用的制冷剂是R1234yf。
    制冷剂循环管路的相互连接的第三种形式,是使用热泵的情况。在这种情况时,高压蓄电池的热交换器「会吸收热量,在电动空调压缩机V470中压缩并继续加热但并不卸压,以便把这些在热泵工作模式的热交换器厂(连同冷凝器)内的热量传送给车内空间加热循环管路来加热车内。
2.加热循环管路
    如图3所示,有两个加热循环管路:一个只用于通过高压加热器或者热泵来给车辆内部空间加热,另一个是在充电时给高压蓄电池加热。高压加热器(PTC)Z115(另有一个选装的高压加热器2(PTC)Z190,是串联的)用于加热流经的冷却液,冷却液经温度管理系统冷却液温度传感器2G903去往热交换器8,这些热量就把车内空间加热了。被加热了的冷却液由温度管理系统冷却液泵2V618来进行输送并流经热泵工作模式的热交换器F(连同冷凝器)。冷却液切换阀1 N632可实现各种加热循环管路组合的切换。
3.高压蓄电池冷却循环管路
    如图3所示,高压蓄电池冷却循环管路在AC充电时会对高压蓄电池1 AX2和高压蓄电池充电器1和2(AX4和AX5)进行冷却。高压蓄电池可以被动地通过低温散热器来进行冷却,也可以主动地由制冷器通过制冷剂循环管路来冷却。高压蓄电池充电器1和2(AX4和AX5)是通过低温散热器来冷却的。
    两个冷却液切换阀N634和N635负责管控高压蓄电池冷却循环管路是单独工作还是与加热循环管路或者与电驱动系统冷却循环管路一同工作。目前使用的冷却液是G 12evo。根据具体使用的国度情况,该冷却液是40%冷却液添加剂加60%蒸馏水,或者是50%冷却液添加剂加50%蒸馏水。
 
4.电驱动系统的冷却循环管路
    如图3所示,温度管理系统冷却液泵4V620输送的液流会经过前桥和后桥上的电驱动装置控制单元J1234, J1235和电驱动装置电机V662,V663。冷却液从这里到达低温散热器10(带着散热器风扇V7)。这个散热器有个通气管经冷却液不足传感器G32通入到膨胀罐内。
    冷却液在流经低温散热器后,经冷却液切换阀2 N633又被送回到温度管理系统冷却液泵4V620了。

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