捷豹I-PACE纯电动汽车热管理系统介绍(三)

◆文/河北 石德恩

(接上期)

(2)EV蓄电池冷却。蓄电池电量控制模块(BECM)使用来自以下部件的温度数据确定所需的冷却以控制EV蓄电池内部温度：①EV蓄电池模块内部温度传感器；②EV蓄电池冷却液进口和出口温度传感器；③环境气温(AAT)传感器。

温度数据用于确定是否需要EV蓄电池冷却器来控制EV蓄电池内部温度。如果EV蓄电池的内部温度高于规定的温度，则BECM激活EV蓄电池冷却液泵，以及下列两种情况之一。

①被动冷却：未激活EV蓄电池换向阀，使EV蓄电池冷却液循环流经EV蓄电池散热器。

②主动冷却：激活EV蓄电池换向阀，使EV蓄电池冷却液循环流经EV蓄电池冷却器。BECM向ATCM(自动温控模块)发送冷却信息，以激活连接到空调(A/C)系统的EV蓄电池冷却器。来自BECM的信息通过高速(HS)控制器局域网(CAN)电源模式0系统总线传输到ATCM。

ATCM将激活以下部件：

①电动A/C压缩机。

②A/C隔离阀，需要用来使制冷剂流至EV蓄电池冷却器①。

③EV蓄电池冷却器上的隔离阀，使制冷剂流过EV蓄电池冷却器。

10.EV蓄电池冷却液回路

与EV蓄电池冷却液回路有热交换的是座舱回路，这两个回路的冷却液相互独立。在主动加热时，蓄电池回路通过气候控制热交换器(蓄电池热交换器)获取座舱回路的热量。这两个回路又共同与空调系统有热交换。这两个回路的示意图如图25所示。

(1)主动加热。如果HV蓄电池的内部温度低于14℃，则BECM将会：

①激活HV蓄电池回路电动冷却液泵。此操作会将HV蓄电池冷却液驱动至电磁阀(蓄电池换向阀)并使其在回路中循环流动。

②请求供暖、通风和空调(HVAC)激活座舱冷却液电磁阀，从而允许加热的座舱回路冷却液流至HV蓄电池热交换器。

③此时，HV冷却液加热器(HVCH)将被激活以加热座舱回路冷却液。

图25 EV蓄电池冷却液回路和座舱回路

④激活电磁阀以便将冷态的HV蓄电池冷却液转移至蓄电池冷却液热交换器，从而吸收座舱回路冷却液中的热量。然后，升温后的冷却液将会流过HV蓄电池冷却器，因为空调冷却将不会工作，所以这不会产生任何影响，接下来这些冷却液进入HV蓄电池冷却液回路，在该处热量将被传输至HV蓄电池模块。

当HV蓄电池冷却液回路温度达到17℃时，主动加热将被禁用。此时，不会有加热或冷却发生，直至符合加热或冷却的前提条件。

(2)被动冷却。如果HV蓄电池单体电池温度高于27℃且环境温度不高于25℃，则BECM将会：

①激活HV蓄电池回路电动冷却液泵。此操作会将HV蓄电池冷却液驱动至电磁阀(蓄电池换向阀)并使其在回路中循环流动。

②蓄电池换向阀将HV蓄电池冷却液转移至HV蓄电池冷却液回路散热器。

③冷却液进入HV蓄电池冷却液回路，并在该处与HV蓄电池模块相互传递热量。

④BECM将利用电动冷却液泵转速调节冷却液温度。

(3)主动冷却。如果HV蓄电池单体电池温度高于33℃且环境温度高于25℃，则BECM将会：

①激活HV蓄电池回路电动冷却液泵。此操作会将高温HV蓄电池回路冷却液驱动至电磁阀(蓄电池换向阀)并使其在回路中循环流动。

②向HVAC发送请求以激活电动空调压缩机和HV蓄电池冷却器系统。

③蓄电池换向阀将冷态HV蓄电池冷却液转移至HV蓄电池冷却液热交换器。然后，高温冷却液将会流过HV蓄电池冷却液热交换器，因为没有为HVAC供热的请求，所以这不会产生任何影响。

④接下来，高温冷却液将被HV蓄电池冷却器冷却，然后继续进入HV蓄电池。HV蓄电池冷却器是一个利用来自EV空调回路的制冷剂冷却HV蓄电池冷却液的热交换器。

⑤因为这些冷却后的冷却液进入HV蓄电池冷却液回路，所以热量将会从HV蓄电池模块传递至冷却液，然后该循环将会重复。

在环境温度高时，这将会为空调系统带来额外的负载，可能会影响到座舱空调性能。

四、制冷剂回路部件

1.概述

空调系统部件如图26和图27所示，空调系统管路布置如图28所示。A/C系统的操作由自动温控模块(ATCM)控制，负责以下温度控制：

(1)通过传统的A/C蒸发器实现乘客舱冷却。A/C蒸发器安装在气候控制总成中。A/C系统还利用来自电动驱动温度控制系统和外部空气的回收热量，对乘客舱提供加热。

(2)EV蓄电池温度控制系统由蓄电池电量控制模块(BECM)进行控制。在车辆行驶过程中或EV蓄电池充电时，A/C系统对EV蓄电池提供冷却。

(3)电子驱动温度控制系统由动力传动系统控制模块(PCM)进行控制。A/C系统使用来自电动驱动温度控制系统的热量，在需要时为乘客舱提供热量。

I-PACE空调系统有三种工作模式，每种模式在功能上都有所不同。三种模式如下。

(1)空调-正常空调操作。

(2)热泵-仅用于座舱加热。

图26 空调系统部件(一)

(3)再热-加热和除湿。

这三种模式在操作方面有所不同，将在后文中详细介绍。

2.电动空调(A/C)压缩机

电动空调(A/C)压缩机如图29所示，它是一个3相变速涡旋式压缩机。压缩机包含一个直流(DC)至交流(AC)逆变器，为3相交流电电机供电。为防止空调系统承受过大的压力，在电动A/C压缩机出口侧安装了一个泄压阀(PRV)。通过改变电机转速，可改变电动空调压缩机的排量，这由自动温控模块(ATCM)进行控制。ATCM通过局域互联网络(LIN)控制电动A/C压缩机的操作。

仅在空调(A/C)系统中使用SP-A2油。在A/C系统中使用不正确的油会降低电动空调压缩机的内部电阻。如果电动空调(A/C)压缩机油中的不正确油含量达到1%，则电动空调压缩机的绝缘电阻将会从10MΩ降至1MΩ以下。如果在系统中加注了不正确的油，则会导致绝缘电阻变为0。这会损坏电动空调压缩机，并可能会导致触电，从而造成死亡或人身伤害。只能使用JLR认可的适用于电动空调(A/C)压缩机的制冷剂泄漏检测染料。在A/C系统中使用不正确的制冷剂泄漏检测染料会降低电动空调压缩机的内部电阻。

图27 空调系统部件(二)

图28 空调系统管路布置

图29 电动空调(A/C)压缩机

3.空调(A/C)回收热交换器(空调(A/C)外部热交换器)

如图30所示，空调(A/C)回收热交换器位于车辆前部冷却模块的后部。冷却模块利用车速和电动冷却风扇，使空气流过冷却模块，在A/C制冷剂和空气之间交换热量。电动冷却风扇的运行由动力传动系统控制模块(PCM)控制。在回收热交换器作为传统的A/C制冷剂冷凝器操作时，在使用时回收热交换器温度升高。当回收热交换器从大气中回收热量时，回收热交换器作为A/C制冷剂的蒸发器工作，在使用时温度降低。当作为蒸发器工作时，回收热交换器上可能会凝水或结冰。当EV蓄电池正在充电时，可能会导致水蒸汽从回收热交换器上蒸发掉。这是回收热交换器的正常运行状况。当EV蓄电池充电时，电动冷却风扇可以激活，以向EV蓄电池散热器或回收热交换器提供气流，从而使EV蓄电池冷却。这是电动冷却风扇的正常工作。

图30 空调(A/C)外部热交换器