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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

 
二、温度管理系统的应用情形
    在下述应用情形中,具体是发生了哪种情况、该情况发生了多长时间,是由温度管理系统控制单元J1024来测得的。该控制单元随后会激活冷却液切换阀、制冷剂截止阀、空调压缩机等,并相应地切换各种应用情形。
    这些情形并不是上面4个循环管路的所有可能的互连组合情况。下面的应用情形展示的是车上温度管理系统的典型互连情况。部件和元件的具体名称可参见图3。
1.车内空间和电驱动装置电机的冷却
    如图4所示,在这个应用示例中,对车内空间以及前桥和后桥上电驱动装置电机(连同相应的电驱动控制单元)进行冷却。前桥和后桥上的电驱动控制单元和电驱动装置电机是被动地由低温散热器来冷却的。所谓被动的,指不是通过制冷剂接口来实施冷却的,只是通过高于外部温度的约为5~10℃的温差来实施冷却的。
 
    车辆内部空间是主动冷却式的,就是说:是通过传统的制冷剂循环管路以制冷剂的压缩和卸压方式在空调器内实施冷却的。于是车内空间的热量就被吸收了并引走了。
2.车内空间、电驱动装置电机和高压蓄电池的冷却
    图5原理示意图所展示的就是车内空间、电驱动装置电机和高压蓄电池的冷却情况。高压蓄电池是通过高压蓄电池热交换器(制冷器)的接口来主动冷却的。通过制冷剂膨胀阀把压缩了的制冷剂送往制冷器(原理与车内制冷剂回路一样,且与车内制冷剂回路同时进行)。
    制冷剂在制冷器内卸压,就可以从高压蓄电池冷却回路中吸收高压蓄电池的余热,并将余热用制冷剂带走。高压蓄电池的理想工作温度在约25~35℃之间,温度超过约35℃就会实施这个冷却了。
 
3.重新加热车内空间和热泵(冷却、除湿、加热)
    重新加热的意思是,先把空气冷下来(也就除湿了),以便随后再加热来使得车内空间热起来。这样可防止车窗玻璃起雾。具体说是通过高压蓄电池热交换器E来让制冷剂吸收来自电驱动系统冷却循环管路内的热量,随后被加热了的制冷剂流经电动空调压缩机而被加热到一个很高的温度。
    这种热而未卸压的制冷剂流经热泵工作模式的热交换器F(连同冷凝器),可以把先前吸收的并剧增的热量传送到车内空间的加热循环管路中,由解热/空调器将这些热量释放到车内。当车外温度在约5~20℃时该功能会被激活。
    对车内的加热是通过接通高压加热器来实现的,这时热泵并未工作。电驱动系统冷却循环管路只是通过低温散热器来以被动方式在进行冷却,对车内加热并无热效应作用。
4.用热泵加热车内空间
    将电驱动系统冷却循环管路中的余热在不激活高压蓄电池热交换器E中的低温冷却器的情况下,传至空调循环管路中的制冷剂中。制冷剂在空调压缩机中被压缩,从而把先前已吸收的余热升到一个更高的温度。
    热的制冷剂将热泵工作模式的热交换器F(连同冷凝器)中的热能传至车内加热循环管路。出于效率的原因,热泵仅在车外温度在约-20~20℃之间时才会激活去工作。
5.在DC充电时通过制冷器对高压蓄电池进行冷却
    图6所示应用情形涉及的是直流充电过程。制冷剂在电动空调压缩机中被压缩、在冷凝器中冷下来并被送往高压蓄电池热交换器巨。制冷剂通过制冷剂膨胀阀卸压,这种强冷就可以吸收充电时高压蓄电池冷却循环管路中的余热了,余热随制冷剂就被带走了。
    电驱动系统的冷却循环管路是被动冷却的,与此无关。部件温度在超过约35℃时,就会对高压蓄电池实施冷却了。对车内的冷却目前是优先于蓄电池冷却的。
6.在DC充电时通过低温散热器对高压蓄电池进行冷却
    这个应用情形涉及的也是直流充电过程。高压蓄电池的冷却循环管路与电驱动系统的冷却循环管路彼此相连。
    冷却液吸收高压蓄电池的预热后流经电驱动装置电机和相应的电驱动装置控制单元并流向低温散热器。冷却液在低温散热器中把吸收的热量释放到大气中。
7.在AC充电时通过低温散热器对充电器进行冷却
    这个应用情形涉及的是交流充电过程。高压蓄电池的冷却循环管路与电驱动系统的冷却循环管路彼此相连。用交流电充电时,充电器会热起来,产生的热量通过高压蓄电池充电器1和2(AX4和AX5)被高压蓄电池冷却循环管路吸收。
    冷却液经电驱动装置电机和相应的电驱动装置控制单元并流向低温散热器。冷却液在低温散热器中把充电时所吸收的热量释放到大气中,循环管路就关闭了。
8.在DC充电时对高压蓄电池进行加热
    在用直流进行充电的过程中,高压加热器在需要时会对冷却液进行加热。冷却液在流经加热/空调器后流向冷却液切换阀2 N633,该阀将冷却液导向高压蓄电池。于是热起来的冷却液就把热量传给高压蓄电池了。
    冷却液流经高压蓄电池后会在循环管路中再循环。另外,电驱动系统的循环管路内总是保持着一个最小冷却液流量。在温度低于-10℃时就会对高压蓄电池进行加热了。
9.分别冲刷高压蓄电池冷却循环管路和电驱动装置冷却循环管路
    冲刷时,冷却液仅是在冷却循环管路中循环,不加热也不冷却。冲刷的目的是想让冷却循环管路上的部件热度均匀,比如让高压蓄电池内部温度或者电驱动装置电机温度相同。
    高压蓄电池冷却循环管路和电驱动系统冷却循环管路可分别冲刷(各自作为单独的回路),或者把这两个循环管路合在一起冲刷。

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