捷豹I-PACE純電動汽車熱管理系統(六)

◆文/河北 石德恩

(接上期)

4.空調4(冷卻座艙和蓄電池冷卻液回路，傳統空調系統操作)

空調4(AC4)回路示意圖如圖42所示。空調操作模式通常僅在環境氣溫(AAT)超過0°C時工作。在使用電力驅動時，并且被動蓄電池冷卻不足的情況下，會啟用空調4模式。空調制冷劑回路將會一分為二，分為座艙和蓄電池冷卻液回路。為了實現這一點，蓄電池冷卻器的隔離閥(電動熱膨脹閥ETVX)打開，因此兩個回路共同使用這些制冷劑。制冷劑將會吸收座艙空氣以及蓄電池回路內的冷卻液中的熱量。在OHE處，這些熱量將會散發到外部空氣中。EV蓄電池冷卻器將會冷卻EV蓄電池冷卻液，而這些冷卻液將會循環流過EV蓄電池，對其進行冷卻。

5.空調5(充電時冷卻HV蓄電池，傳統空調系統操作)

空調5(AC5)回路示意圖如圖43所示。在以下情況下，空調5蓄電池冷卻模式將被激活：

①電動車插接電源并進行充電；

②當座艙中的空調已關閉但是HV蓄電池需要冷卻時。

氣態制冷劑被電動空調壓縮機壓縮，流過打開的隔離閥。然后，這些制冷劑受壓流過外部熱交換器(OHE)，在該處，外部空氣吸收了制冷劑中的熱量，使得制冷劑變為液態。經過OHE后，這些制冷劑將會流過一個打開的隔離閥，而三個關閉的隔離閥阻止了制冷劑到達間接冷凝器、電動驅動冷卻器和蒸發器。此時，制冷劑僅有一條通過ETXV流過蓄電池冷卻器的路徑。然后制冷劑將會在進入蓄電池冷卻器后蒸發，在該處其狀態變為氣態，吸收蓄電池冷卻液回路中的熱量，流過一個單向閥和蓄能器，最后返回電動空調壓縮機。

6.熱泵模式1(HP1)(通過吸收電動驅動系統的熱量對乘客艙進行加熱)

熱泵模式1(HP1)回路示意圖如圖44所示。空調(A/C)操作模式HP1僅在環境氣溫(AAT)低于15℃時正常工作。在HP1模式下，A/C系統將會利用來自電動驅動的熱量對乘客艙進行加熱，即系統將執行座艙加熱和電動驅動冷卻。氣態制冷劑被電動空調壓縮機壓縮，在流過打開的隔離閥1后，制冷劑流過間接冷凝器，這屬于座艙冷卻液回路的組成部分。座艙冷卻液將會吸收制冷劑中的熱量，進而按照傳統方式加熱座艙，加熱器芯向座艙傳輸熱量。隨著熱量的散發，制冷劑將會冷卻下來，并且會變為液態，然后流過打開的隔離閥4。電子膨脹閥(EXV1)安裝在電動驅動冷卻器前方，制冷劑將會在進入電動驅動冷卻器后蒸發。電動驅動回路冷卻液中的熱量將被制冷劑吸收，這就會預先加熱制冷劑，導致其狀態發生變化，然后制冷劑會流過一個單向閥，再流入蓄能器，最后返回到電動空調壓縮機中。于是，由于電動驅動冷卻回路冷卻液的熱量被制冷劑吸收，所以其溫度下降。

PCM控制電力驅動溫度控制系統。車輛行駛時，來自電動驅動部件的熱量可為乘客艙提供熱量。氣候控制間接冷凝器將來自制冷劑的熱量傳輸給氣候控制冷卻液，以加熱乘客艙。氣候控制間接冷凝器將制冷劑的狀態從蒸汽變為液態，以釋放來自制冷劑的熱量。ATCM將會激活氣候控制冷卻液泵，以便讓氣候控制冷卻液循環流過氣候控制間接冷凝器。在氣候控制間接冷凝器中，由制冷劑提供的熱量會對氣候控制冷卻液進行加熱。升溫的氣候控制冷卻液將會循環流至氣候控制總成中的加熱器芯。加熱器芯會將熱量從氣候控制冷卻液傳輸至乘客艙空氣，從而加熱乘客艙。

圖44 熱泵模式1(HP1)回路示意圖

7.熱泵模式2(HP2)(通過外部熱交換器吸收外部空氣中的熱量，對乘客艙進行加熱)

熱泵模式2(HP2)回路示意圖如圖45所示。空調(A/C)操作模式HP2僅在環境氣溫(AAT)低于3℃時正常工作。在HP2模式下，A/C系統將會利用來自外部空氣的熱量對乘客艙進行加熱。制冷劑用于進行熱傳遞，而熱傳遞由ATCM控制。氣態制冷劑被電動空調壓縮機壓縮。在流過打開的隔離閥后，制冷劑流過間接冷凝器，這屬于座艙冷卻液回路的組成部分。座艙冷卻液將會吸收熱量，進而以傳統方式加熱座艙。隨著熱量的散發，制冷劑將會冷卻下來，并且會變為液態，然后流過打開的隔離閥。經過電子膨脹閥(EXV2)(安裝在OHE前方)，制冷劑將會在此進入外部熱交換器(OHE)后蒸發。制冷劑將會在OHE吸收外部空氣中的熱量，這就會預先加熱制冷劑，然后制冷劑會流過一個單向閥，再流入蓄能器，最后返回到電動空調壓縮機中。

回收熱交換器作為蒸發器進行工作，從外部空氣中吸收熱量，然后加熱制冷劑液體。通過將熱量從空氣傳遞到制冷劑中，來自外部空氣的熱量讓制冷劑的狀態變為蒸汽。氣候控制間接冷凝器將制冷劑中的熱量傳遞到氣候控制冷卻液，以加熱乘客艙。氣候控制間接冷凝器將制冷劑的狀態從蒸汽變為液態，以釋放來自制冷劑的熱量。ATCM將會激活氣候控制冷卻液泵，以便讓氣候控制冷卻液循環流過氣候控制間接冷凝器。在氣候控制間接冷凝器中，由制冷劑提供的熱量會對氣候控制冷卻液進行加熱。升溫的氣候控制冷卻液將會循環流至氣候控制總成中的加熱器芯。加熱器芯會將熱量從氣候控制冷卻液傳輸至乘客艙空氣，從而加熱乘客艙。

圖45 熱泵模式2(HP2)回路示意圖

8.熱泵模式3(HP3)(HP3模式是HP1和HP2結合)

熱泵模式3(HP3)回路示意圖如圖46所示。空調(A/C)操作模式HP3僅在環境氣溫(AAT)低于3℃時正常工作。熱泵模式3(HP3)是HP1和HP2結合，即通過電動驅動冷卻器和外部熱交換器，吸收電動驅動系統的和外部空氣中的熱量，對乘客艙進行加熱。氣態制冷劑被電動空調壓縮機壓縮。在流過打開的隔離閥后，制冷劑流過間接冷凝器。間接冷凝器中的座艙冷卻液將會吸收熱量，進而以傳統方式通過加熱器芯加熱座艙。隨著熱量的散發，制冷劑將會冷卻下來，并且會變為液態，然后流過打開的隔離閥。OHE和電動驅動冷卻器前方均安裝了電子膨脹閥(EXV)，制冷劑經過EXV2和EXV1節流后，將會在進入OHE和電動驅動冷卻器后蒸發。制冷劑將會吸收熱量，然后會流入蓄能器，最后返回到電動空調壓縮機中。在熱泵模式2和3下，根據PCM的要求，冷卻模塊風扇將以40%的占空比運行。如果電動驅動冷卻液回路比外部環境溫度低5℃，則熱泵將不同再響應來自電動驅動回路的請求。如果無法通過其他模式啟動熱泵系統，則高壓加熱器(HVCH)將被激活。

在ATCM的控制下，A/C隔離閥EXV2控制流過回收熱交換器的制冷劑流量。ATCM利用來自回收熱交換器出口A/C溫度壓力傳感器的數據監測回收熱交換器從外部空氣中回收的熱量。在ATCM的控制下，電動驅動冷卻器隔離閥EXV2控制流過電動驅動冷卻器的制冷劑流量。ATCM利用來自電動驅動冷卻器A/C溫度壓力傳感器的數據監測電動驅動冷卻器系統中回收的熱量。

ATCM與動力傳動系統控制模塊(PCM)進行通信，以確定可從電動驅動溫度控制系統中回收的熱量。ATCM將會監測從2個來源回收的熱量并控制它們，以便提供加熱乘客艙所需的熱量。

圖46 熱泵模式3(HP3)回路示意圖

9.再熱模式(RH)

空調(A/C)操作模式RH2僅在環境氣溫(AAT)超過0°C時正常工作。在再熱(RH)模式下，座艙中空氣得到除濕處理。再熱模式在空調系統通過蒸發器以傳統模式運行時激活，此時流經蒸發器的制冷劑將會吸收座艙附近的熱量。與此同時，處于冷態的空氣將會流過加熱器芯，而加熱器芯將會再次加熱這些空氣，此流程將會對座艙進行除濕。

再熱1：氣態制冷劑被電動空調壓縮機壓縮，然后制冷劑被泵送流過間接冷凝器，同時熱量將會傳遞至座艙冷卻液回路，從而導致制冷劑變為液態。隨后，隔離閥允許制冷劑流至蒸發器。制冷劑將會吸收蒸發器中的熱量，從而導致其變回氣態。這些氣態制冷劑然后將會流回電動空調壓縮機，該循環將會再次開始該流程。座艙冷卻液回路將會吸收間接冷凝器內升溫的制冷劑中的熱量。加熱器芯將會利用這些升溫的冷卻液對從蒸發器流過的空氣進行再次加熱。

再熱2：氣態制冷劑被電動空調壓縮機壓縮，然后制冷劑被泵送流過間接冷凝器，同時熱量將會傳遞至座艙冷卻液回路，從而導致制冷劑變為液態。隨后，隔離閥允許制冷劑流至電動驅動冷卻器和蒸發器。制冷劑將會吸收電動驅動冷卻器和蒸發器中的熱量，這將導致制冷劑升溫并變回氣態。這些升溫的氣態制冷劑然后將會流回電動空調壓縮機，該循環將會再次開始該流程。座艙冷卻液回路將會吸收間接冷凝器內升溫的制冷劑中的熱量。加熱器芯將會利用這些升溫的冷卻液對從蒸發器流過的空氣進行再次加熱。

再熱2與再熱1不同的是，除了吸收蒸發器中的熱量，再熱2吸收了電動驅動系統的熱量。再熱2(RH2)回路示意圖如圖47所示。再熱1工作已包含在再熱2中，在此不再贅述。

10.行駛后的模式

有些空調功能將會在駕駛車輛后且充電電纜插接電源時激活。

圖47 再熱2(RH2)回路示意圖

(1)制冷劑系統潤滑：電動空調壓縮機將會以低速運行，以便潤滑該系統并讓制冷劑系統為下一次行駛做好準備。這使A/C系統對A/C系統的要求響應更快。在將車輛連接至外部電源對電動車(EV)蓄電池進行充電時會發生這種情況。

(2)除冰：在以熱泵2和3模式運行后，當作為蒸發器工作時，回收熱交換器上可能會凝水或結冰。當車輛插接電源時，空調系統將會自動工作，并融化OHE處積聚的所有冰。在這種工作模式下，您可能會聽到冷卻模塊風扇運行的聲音。在將車輛連接至外部電源對電動車(EV)蓄電池進行充電時，必須對EV蓄電池進行冷卻。因回收熱交換器將會作為冷凝器進行工作，所以，除冰功能可能導致OHE上出現蒸汽。

(3)蓄電池加熱：座艙冷卻回路和蓄電池冷卻回路泵將會運行，HVCH將被激活以加熱蓄電池。

(4)AC5蓄電池冷卻：當車輛插接電源并進行充電時，系統將會以極高的轉速運行壓縮機和冷卻風扇，以便冷卻蓄電池。

11.空調控制系統部件

氣候控制系統控制空調(A/C)、加熱和通風(HVAC)，進而控制氣候控制總成輸出空氣的溫度、流量和分配。標準氣候控制系統是雙區系統，可為駕駛員和前排乘客維持各自選擇的溫度水平。四區氣候控制系統(可選)還為左側和右側第二排座椅乘客區域提供單獨控制。空調控制系統部件如圖48～52所示，控制框圖如圖53～54所示。所有圖示以右駕車型為例，左駕車型與之相似。

圖48 空調控制系統部件(一)

圖49 空調控制系統部件(二)

圖50 空調控制系統部件(三)

圖51 空調控制系統部件(四)

圖53 空調系統控制框圖(一)

圖54 空調系統控制框圖(二)

(全文完)