捷豹I-PACE纯电动汽车热管理系统(六)

2020-12-15河北石德恩

汽车维修与保养 2020年9期

◆文/河北石德恩

(接上期)

4.空调4(冷却座舱和蓄电池冷却液回路，传统空调系统操作)

空调4(AC4)回路示意图如图42所示。空调操作模式通常仅在环境气温(AAT)超过0°C时工作。在使用电力驱动时，并且被动蓄电池冷却不足的情况下，会启用空调4模式。空调制冷剂回路将会一分为二，分为座舱和蓄电池冷却液回路。为了实现这一点，蓄电池冷却器的隔离阀(电动热膨胀阀ETVX)打开，因此两个回路共同使用这些制冷剂。制冷剂将会吸收座舱空气以及蓄电池回路内的冷却液中的热量。在OHE处，这些热量将会散发到外部空气中。EV蓄电池冷却器将会冷却EV蓄电池冷却液，而这些冷却液将会循环流过EV蓄电池，对其进行冷却。

5.空调5(充电时冷却HV蓄电池，传统空调系统操作)

空调5(AC5)回路示意图如图43所示。在以下情况下，空调5蓄电池冷却模式将被激活：

①电动车插接电源并进行充电；

②当座舱中的空调已关闭但是HV蓄电池需要冷却时。

气态制冷剂被电动空调压缩机压缩，流过打开的隔离阀。然后，这些制冷剂受压流过外部热交换器(OHE)，在该处，外部空气吸收了制冷剂中的热量，使得制冷剂变为液态。经过OHE后，这些制冷剂将会流过一个打开的隔离阀，而三个关闭的隔离阀阻止了制冷剂到达间接冷凝器、电动驱动冷却器和蒸发器。此时，制冷剂仅有一条通过ETXV流过蓄电池冷却器的路径。然后制冷剂将会在进入蓄电池冷却器后蒸发，在该处其状态变为气态，吸收蓄电池冷却液回路中的热量，流过一个单向阀和蓄能器，最后返回电动空调压缩机。

6.热泵模式1(HP1)(通过吸收电动驱动系统的热量对乘客舱进行加热)

热泵模式1(HP1)回路示意图如图44所示。空调(A/C)操作模式HP1仅在环境气温(AAT)低于15℃时正常工作。在HP1模式下，A/C系统将会利用来自电动驱动的热量对乘客舱进行加热，即系统将执行座舱加热和电动驱动冷却。气态制冷剂被电动空调压缩机压缩，在流过打开的隔离阀1后，制冷剂流过间接冷凝器，这属于座舱冷却液回路的组成部分。座舱冷却液将会吸收制冷剂中的热量，进而按照传统方式加热座舱，加热器芯向座舱传输热量。随着热量的散发，制冷剂将会冷却下来，并且会变为液态，然后流过打开的隔离阀4。电子膨胀阀(EXV1)安装在电动驱动冷却器前方，制冷剂将会在进入电动驱动冷却器后蒸发。电动驱动回路冷却液中的热量将被制冷剂吸收，这就会预先加热制冷剂，导致其状态发生变化，然后制冷剂会流过一个单向阀，再流入蓄能器，最后返回到电动空调压缩机中。于是，由于电动驱动冷却回路冷却液的热量被制冷剂吸收，所以其温度下降。

PCM控制电力驱动温度控制系统。车辆行驶时，来自电动驱动部件的热量可为乘客舱提供热量。气候控制间接冷凝器将来自制冷剂的热量传输给气候控制冷却液，以加热乘客舱。气候控制间接冷凝器将制冷剂的状态从蒸汽变为液态，以释放来自制冷剂的热量。ATCM将会激活气候控制冷却液泵，以便让气候控制冷却液循环流过气候控制间接冷凝器。在气候控制间接冷凝器中，由制冷剂提供的热量会对气候控制冷却液进行加热。升温的气候控制冷却液将会循环流至气候控制总成中的加热器芯。加热器芯会将热量从气候控制冷却液传输至乘客舱空气，从而加热乘客舱。

图44 热泵模式1(HP1)回路示意图

7.热泵模式2(HP2)(通过外部热交换器吸收外部空气中的热量，对乘客舱进行加热)

热泵模式2(HP2)回路示意图如图45所示。空调(A/C)操作模式HP2仅在环境气温(AAT)低于3℃时正常工作。在HP2模式下，A/C系统将会利用来自外部空气的热量对乘客舱进行加热。制冷剂用于进行热传递，而热传递由ATCM控制。气态制冷剂被电动空调压缩机压缩。在流过打开的隔离阀后，制冷剂流过间接冷凝器，这属于座舱冷却液回路的组成部分。座舱冷却液将会吸收热量，进而以传统方式加热座舱。随着热量的散发，制冷剂将会冷却下来，并且会变为液态，然后流过打开的隔离阀。经过电子膨胀阀(EXV2)(安装在OHE前方)，制冷剂将会在此进入外部热交换器(OHE)后蒸发。制冷剂将会在OHE吸收外部空气中的热量，这就会预先加热制冷剂，然后制冷剂会流过一个单向阀，再流入蓄能器，最后返回到电动空调压缩机中。

回收热交换器作为蒸发器进行工作，从外部空气中吸收热量，然后加热制冷剂液体。通过将热量从空气传递到制冷剂中，来自外部空气的热量让制冷剂的状态变为蒸汽。气候控制间接冷凝器将制冷剂中的热量传递到气候控制冷却液，以加热乘客舱。气候控制间接冷凝器将制冷剂的状态从蒸汽变为液态，以释放来自制冷剂的热量。ATCM将会激活气候控制冷却液泵，以便让气候控制冷却液循环流过气候控制间接冷凝器。在气候控制间接冷凝器中，由制冷剂提供的热量会对气候控制冷却液进行加热。升温的气候控制冷却液将会循环流至气候控制总成中的加热器芯。加热器芯会将热量从气候控制冷却液传输至乘客舱空气，从而加热乘客舱。

图45 热泵模式2(HP2)回路示意图

8.热泵模式3(HP3)(HP3模式是HP1和HP2结合)

热泵模式3(HP3)回路示意图如图46所示。空调(A/C)操作模式HP3仅在环境气温(AAT)低于3℃时正常工作。热泵模式3(HP3)是HP1和HP2结合，即通过电动驱动冷却器和外部热交换器，吸收电动驱动系统的和外部空气中的热量，对乘客舱进行加热。气态制冷剂被电动空调压缩机压缩。在流过打开的隔离阀后，制冷剂流过间接冷凝器。间接冷凝器中的座舱冷却液将会吸收热量，进而以传统方式通过加热器芯加热座舱。随着热量的散发，制冷剂将会冷却下来，并且会变为液态，然后流过打开的隔离阀。OHE和电动驱动冷却器前方均安装了电子膨胀阀(EXV)，制冷剂经过EXV2和EXV1节流后，将会在进入OHE和电动驱动冷却器后蒸发。制冷剂将会吸收热量，然后会流入蓄能器，最后返回到电动空调压缩机中。在热泵模式2和3下，根据PCM的要求，冷却模块风扇将以40%的占空比运行。如果电动驱动冷却液回路比外部环境温度低5℃，则热泵将不同再响应来自电动驱动回路的请求。如果无法通过其他模式启动热泵系统，则高压加热器(HVCH)将被激活。

在ATCM的控制下，A/C隔离阀EXV2控制流过回收热交换器的制冷剂流量。ATCM利用来自回收热交换器出口A/C温度压力传感器的数据监测回收热交换器从外部空气中回收的热量。在ATCM的控制下，电动驱动冷却器隔离阀EXV2控制流过电动驱动冷却器的制冷剂流量。ATCM利用来自电动驱动冷却器A/C温度压力传感器的数据监测电动驱动冷却器系统中回收的热量。

ATCM与动力传动系统控制模块(PCM)进行通信，以确定可从电动驱动温度控制系统中回收的热量。ATCM将会监测从2个来源回收的热量并控制它们，以便提供加热乘客舱所需的热量。

图46 热泵模式3(HP3)回路示意图

9.再热模式(RH)

空调(A/C)操作模式RH2仅在环境气温(AAT)超过0°C时正常工作。在再热(RH)模式下，座舱中空气得到除湿处理。再热模式在空调系统通过蒸发器以传统模式运行时激活，此时流经蒸发器的制冷剂将会吸收座舱附近的热量。与此同时，处于冷态的空气将会流过加热器芯，而加热器芯将会再次加热这些空气，此流程将会对座舱进行除湿。

再热1：气态制冷剂被电动空调压缩机压缩，然后制冷剂被泵送流过间接冷凝器，同时热量将会传递至座舱冷却液回路，从而导致制冷剂变为液态。随后，隔离阀允许制冷剂流至蒸发器。制冷剂将会吸收蒸发器中的热量，从而导致其变回气态。这些气态制冷剂然后将会流回电动空调压缩机，该循环将会再次开始该流程。座舱冷却液回路将会吸收间接冷凝器内升温的制冷剂中的热量。加热器芯将会利用这些升温的冷却液对从蒸发器流过的空气进行再次加热。

再热2：气态制冷剂被电动空调压缩机压缩，然后制冷剂被泵送流过间接冷凝器，同时热量将会传递至座舱冷却液回路，从而导致制冷剂变为液态。随后，隔离阀允许制冷剂流至电动驱动冷却器和蒸发器。制冷剂将会吸收电动驱动冷却器和蒸发器中的热量，这将导致制冷剂升温并变回气态。这些升温的气态制冷剂然后将会流回电动空调压缩机，该循环将会再次开始该流程。座舱冷却液回路将会吸收间接冷凝器内升温的制冷剂中的热量。加热器芯将会利用这些升温的冷却液对从蒸发器流过的空气进行再次加热。

再热2与再热1不同的是，除了吸收蒸发器中的热量，再热2吸收了电动驱动系统的热量。再热2(RH2)回路示意图如图47所示。再热1工作已包含在再热2中，在此不再赘述。

10.行驶后的模式

有些空调功能将会在驾驶车辆后且充电电缆插接电源时激活。

图47 再热2(RH2)回路示意图

(1)制冷剂系统润滑：电动空调压缩机将会以低速运行，以便润滑该系统并让制冷剂系统为下一次行驶做好准备。这使A/C系统对A/C系统的要求响应更快。在将车辆连接至外部电源对电动车(EV)蓄电池进行充电时会发生这种情况。

(2)除冰：在以热泵2和3模式运行后，当作为蒸发器工作时，回收热交换器上可能会凝水或结冰。当车辆插接电源时，空调系统将会自动工作，并融化OHE处积聚的所有冰。在这种工作模式下，您可能会听到冷却模块风扇运行的声音。在将车辆连接至外部电源对电动车(EV)蓄电池进行充电时，必须对EV蓄电池进行冷却。因回收热交换器将会作为冷凝器进行工作，所以，除冰功能可能导致OHE上出现蒸汽。

(3)蓄电池加热：座舱冷却回路和蓄电池冷却回路泵将会运行，HVCH将被激活以加热蓄电池。

(4)AC5蓄电池冷却：当车辆插接电源并进行充电时，系统将会以极高的转速运行压缩机和冷却风扇，以便冷却蓄电池。

11.空调控制系统部件

气候控制系统控制空调(A/C)、加热和通风(HVAC)，进而控制气候控制总成输出空气的温度、流量和分配。标准气候控制系统是双区系统，可为驾驶员和前排乘客维持各自选择的温度水平。四区气候控制系统(可选)还为左侧和右侧第二排座椅乘客区域提供单独控制。空调控制系统部件如图48～52所示，控制框图如图53～54所示。所有图示以右驾车型为例，左驾车型与之相似。