捷豹I-PACE純電動汽車熱管理系統介紹(三)

◆文/河北 石德恩

(接上期)

(2)EV蓄電池冷卻。蓄電池電量控制模塊(BECM)使用來自以下部件的溫度數據確定所需的冷卻以控制EV蓄電池內部溫度：①EV蓄電池模塊內部溫度傳感器；②EV蓄電池冷卻液進口和出口溫度傳感器；③環境氣溫(AAT)傳感器。

溫度數據用于確定是否需要EV蓄電池冷卻器來控制EV蓄電池內部溫度。如果EV蓄電池的內部溫度高于規定的溫度，則BECM激活EV蓄電池冷卻液泵，以及下列兩種情況之一。

①被動冷卻：未激活EV蓄電池換向閥，使EV蓄電池冷卻液循環流經EV蓄電池散熱器。

②主動冷卻：激活EV蓄電池換向閥，使EV蓄電池冷卻液循環流經EV蓄電池冷卻器。BECM向ATCM(自動溫控模塊)發送冷卻信息，以激活連接到空調(A/C)系統的EV蓄電池冷卻器。來自BECM的信息通過高速(HS)控制器局域網(CAN)電源模式0系統總線傳輸到ATCM。

ATCM將激活以下部件：

①電動A/C壓縮機。

②A/C隔離閥，需要用來使制冷劑流至EV蓄電池冷卻器①。

③EV蓄電池冷卻器上的隔離閥，使制冷劑流過EV蓄電池冷卻器。

10.EV蓄電池冷卻液回路

與EV蓄電池冷卻液回路有熱交換的是座艙回路，這兩個回路的冷卻液相互獨立。在主動加熱時，蓄電池回路通過氣候控制熱交換器(蓄電池熱交換器)獲取座艙回路的熱量。這兩個回路又共同與空調系統有熱交換。這兩個回路的示意圖如圖25所示。

(1)主動加熱。如果HV蓄電池的內部溫度低于14℃，則BECM將會：

①激活HV蓄電池回路電動冷卻液泵。此操作會將HV蓄電池冷卻液驅動至電磁閥(蓄電池換向閥)并使其在回路中循環流動。

②請求供暖、通風和空調(HVAC)激活座艙冷卻液電磁閥，從而允許加熱的座艙回路冷卻液流至HV蓄電池熱交換器。

③此時，HV冷卻液加熱器(HVCH)將被激活以加熱座艙回路冷卻液。

圖25 EV蓄電池冷卻液回路和座艙回路

④激活電磁閥以便將冷態的HV蓄電池冷卻液轉移至蓄電池冷卻液熱交換器，從而吸收座艙回路冷卻液中的熱量。然后，升溫后的冷卻液將會流過HV蓄電池冷卻器，因為空調冷卻將不會工作，所以這不會產生任何影響，接下來這些冷卻液進入HV蓄電池冷卻液回路，在該處熱量將被傳輸至HV蓄電池模塊。

當HV蓄電池冷卻液回路溫度達到17℃時，主動加熱將被禁用。此時，不會有加熱或冷卻發生，直至符合加熱或冷卻的前提條件。

(2)被動冷卻。如果HV蓄電池單體電池溫度高于27℃且環境溫度不高于25℃，則BECM將會：

①激活HV蓄電池回路電動冷卻液泵。此操作會將HV蓄電池冷卻液驅動至電磁閥(蓄電池換向閥)并使其在回路中循環流動。

②蓄電池換向閥將HV蓄電池冷卻液轉移至HV蓄電池冷卻液回路散熱器。

③冷卻液進入HV蓄電池冷卻液回路，并在該處與HV蓄電池模塊相互傳遞熱量。

④BECM將利用電動冷卻液泵轉速調節冷卻液溫度。

(3)主動冷卻。如果HV蓄電池單體電池溫度高于33℃且環境溫度高于25℃，則BECM將會：

①激活HV蓄電池回路電動冷卻液泵。此操作會將高溫HV蓄電池回路冷卻液驅動至電磁閥(蓄電池換向閥)并使其在回路中循環流動。

②向HVAC發送請求以激活電動空調壓縮機和HV蓄電池冷卻器系統。

③蓄電池換向閥將冷態HV蓄電池冷卻液轉移至HV蓄電池冷卻液熱交換器。然后，高溫冷卻液將會流過HV蓄電池冷卻液熱交換器，因為沒有為HVAC供熱的請求，所以這不會產生任何影響。

④接下來，高溫冷卻液將被HV蓄電池冷卻器冷卻，然后繼續進入HV蓄電池。HV蓄電池冷卻器是一個利用來自EV空調回路的制冷劑冷卻HV蓄電池冷卻液的熱交換器。

⑤因為這些冷卻后的冷卻液進入HV蓄電池冷卻液回路，所以熱量將會從HV蓄電池模塊傳遞至冷卻液，然后該循環將會重復。

在環境溫度高時，這將會為空調系統帶來額外的負載，可能會影響到座艙空調性能。

四、制冷劑回路部件

1.概述

空調系統部件如圖26和圖27所示，空調系統管路布置如圖28所示。A/C系統的操作由自動溫控模塊(ATCM)控制，負責以下溫度控制：

(1)通過傳統的A/C蒸發器實現乘客艙冷卻。A/C蒸發器安裝在氣候控制總成中。A/C系統還利用來自電動驅動溫度控制系統和外部空氣的回收熱量，對乘客艙提供加熱。

(2)EV蓄電池溫度控制系統由蓄電池電量控制模塊(BECM)進行控制。在車輛行駛過程中或EV蓄電池充電時，A/C系統對EV蓄電池提供冷卻。

(3)電子驅動溫度控制系統由動力傳動系統控制模塊(PCM)進行控制。A/C系統使用來自電動驅動溫度控制系統的熱量，在需要時為乘客艙提供熱量。

I-PACE空調系統有三種工作模式，每種模式在功能上都有所不同。三種模式如下。

(1)空調-正常空調操作。

(2)熱泵-僅用于座艙加熱。

圖26 空調系統部件(一)

(3)再熱-加熱和除濕。

這三種模式在操作方面有所不同，將在后文中詳細介紹。

2.電動空調(A/C)壓縮機

電動空調(A/C)壓縮機如圖29所示，它是一個3相變速渦旋式壓縮機。壓縮機包含一個直流(DC)至交流(AC)逆變器，為3相交流電電機供電。為防止空調系統承受過大的壓力，在電動A/C壓縮機出口側安裝了一個泄壓閥(PRV)。通過改變電機轉速，可改變電動空調壓縮機的排量，這由自動溫控模塊(ATCM)進行控制。ATCM通過局域互聯網絡(LIN)控制電動A/C壓縮機的操作。

僅在空調(A/C)系統中使用SP-A2油。在A/C系統中使用不正確的油會降低電動空調壓縮機的內部電阻。如果電動空調(A/C)壓縮機油中的不正確油含量達到1%，則電動空調壓縮機的絕緣電阻將會從10M?降至1M?以下。如果在系統中加注了不正確的油，則會導致絕緣電阻變為0。這會損壞電動空調壓縮機，并可能會導致觸電，從而造成死亡或人身傷害。只能使用JLR認可的適用于電動空調(A/C)壓縮機的制冷劑泄漏檢測染料。在A/C系統中使用不正確的制冷劑泄漏檢測染料會降低電動空調壓縮機的內部電阻。

圖27 空調系統部件(二)

圖28 空調系統管路布置

圖29 電動空調(A/C)壓縮機

3.空調(A/C)回收熱交換器(空調(A/C)外部熱交換器)

如圖30所示，空調(A/C)回收熱交換器位于車輛前部冷卻模塊的后部。冷卻模塊利用車速和電動冷卻風扇，使空氣流過冷卻模塊，在A/C制冷劑和空氣之間交換熱量。電動冷卻風扇的運行由動力傳動系統控制模塊(PCM)控制。在回收熱交換器作為傳統的A/C制冷劑冷凝器操作時，在使用時回收熱交換器溫度升高。當回收熱交換器從大氣中回收熱量時，回收熱交換器作為A/C制冷劑的蒸發器工作，在使用時溫度降低。當作為蒸發器工作時，回收熱交換器上可能會凝水或結冰。當EV蓄電池正在充電時，可能會導致水蒸汽從回收熱交換器上蒸發掉。這是回收熱交換器的正常運行狀況。當EV蓄電池充電時，電動冷卻風扇可以激活，以向EV蓄電池散熱器或回收熱交換器提供氣流，從而使EV蓄電池冷卻。這是電動冷卻風扇的正常工作。

圖30 空調(A/C)外部熱交換器