大眾ID.4高電壓系統(tǒng)詳解(下)

◆文/北京 馮永忠

四、電機電力和控制電子裝置JX1

電機電力和控制電子裝置JX1位于三相電流驅(qū)動電機上方，如圖20所示。電機電力和控制電子裝置JX1的電壓范圍為150～475V，最大電流為450A，頻率為9～10Hz，該元件有一個集成電容器，這就是高壓系統(tǒng)斷電時需要進行二次電壓檢查的原因。

電機電力和控制電子裝置JX1的組成元件包括：①電機驅(qū)動控制裝置J841；②電磁兼容與抑制濾波器；③驅(qū)動電機逆變器A37；④中間電路電容器C25；⑤電機V141連接電纜；⑥冷卻液接頭。如圖21所示。

電機電力和控制電子裝置JX1使用三相電流驅(qū)動電機VX54中的低溫冷卻回路進行冷卻。電機電力和控制電子裝置JX1是新設(shè)計的，提高了載流能力和連續(xù)性輸出。它與三相電流驅(qū)動電機VX54之間有一個水密連接，可以分別更換。電機電力和控制電子裝置JX1和三相電流驅(qū)動電機VX54是各自獨立的單元，對于任何維修步驟，裝配時必須進行氣密性測試。電機電力和控制電子裝置JX1中的任何元件都不能單獨更換。

電機控制裝置J841位于電機電力和控制電子裝置JX1內(nèi)部，無法單獨更換。它的功能包括執(zhí)行駕駛員的請求、監(jiān)測三相電流電機溫度、識別轉(zhuǎn)子位置。電機控制裝置J841連接電機溫度傳感器G712和電機轉(zhuǎn)子位置傳感器G713。它調(diào)節(jié)和監(jiān)控三相電流電機，并控制三相交流電壓驅(qū)動電機的DC/AC轉(zhuǎn)換器A37，如圖22所示。

電機控制裝置J841使用電機轉(zhuǎn)子位置傳感器G713確定電機V141轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和位置。這些信號數(shù)據(jù)用于精確啟動電機，電機溫度傳感器G712用于判斷電機V141的溫度，電機控制裝置J841中的內(nèi)部溫度傳感器判斷電機電力和控制電子裝置JX1中的元件溫度。

五、動力蓄電池充電器AX4

動力蓄電池充電器AX4輸入電壓為78～272V，兩相電，輸入電流為16～50A，輸出電壓為220～470V，最大交流充電容量為7.2～11kW，效率為94%，工作溫度范圍在-40～65℃。

動力蓄電池充電器AX4安裝在車輛后部，它將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，向動力蓄電池充電。動力蓄電池充電器由動力蓄電池充電器控制裝置J1050進行調(diào)節(jié)，蓄電池充電器控制裝置J1050監(jiān)控和調(diào)節(jié)充電過程。直流充電過程也由蓄電池充電器控制裝置J1050監(jiān)控和調(diào)節(jié)。82kWh蓄電池的最大直流充電功率為125kW。動力蓄電池充電器AX4如圖23所示。

直接連接動力蓄電池充電器AX4的元件包括高壓充電門鎖調(diào)節(jié)器F496、充電口的LED模塊L263、高壓充電接頭鎖調(diào)節(jié)器F498、帶充電口溫度傳感器G853的動力蓄電池充電口1、充電口溫度傳感器G1151、充電口溫度傳感器G1152。

六、高電壓加熱器(PTC)ZX17

高電壓加熱器(PTC)ZX17的額定電壓為150～475V，激活0～100%，最大輸入功率為6kW，最大輸入電流為21A，質(zhì)量為1.9kg，交流/直流絕緣＞10MΩ，通信LIN總線，如圖24所示。

高電壓加熱器(PTC)ZX17安裝在ID.4的空調(diào)箱內(nèi)，加熱車內(nèi)空氣，并通過脈寬調(diào)制(PWM)實現(xiàn)無級變化。高壓加熱器有自己的高電壓加熱器(PTC)控制裝置J848，由暖風(fēng)和空調(diào)控制電腦J979通過LIN總線進行控制和監(jiān)控。

七、PTC加熱器元件Z132

PTC 加熱器元件Z13 2 額定電壓為15 0～475 V，激活0～100%，最大功率功耗為5.5kW，最大輸入電流為30A，通信LIN總線，如圖25所示。

PTC加熱器元件Z132安裝在車輛前部，它加熱動力蓄電池的冷卻液，并使用脈寬調(diào)制(PWM)無級變化。溫度傳感器位于冷卻液入口和出口處。PTC加熱器元件Z132通過LIN總線連接蓄電池調(diào)節(jié)控制裝置J840。

八、電壓轉(zhuǎn)換器A19

電壓轉(zhuǎn)換器A19額定輸入電壓為150～475V，12V充電功率為3kW。電壓轉(zhuǎn)換器A19位于車輛前部，為12V電氣系統(tǒng)供電。電壓轉(zhuǎn)換器A19使用雙向操作對電機電力和控制電子裝置JX1中的中間電路電容器C25進行充電和放電。這就是為什么它是補充動力蓄電池AX2的額外高壓電源。還必須對電壓轉(zhuǎn)換器A19進行檢查，以確保它在高壓系統(tǒng)停用時斷電。電壓轉(zhuǎn)換器A19由冷卻液冷卻，如圖26所示。

電壓轉(zhuǎn)換器A19的雙向操作僅用于對電機電力和控制電子裝置JX1的中間電路電容器進行充電和放電。無法給動力蓄電池充電。

九、電動空調(diào)壓縮機VX81

電動空調(diào)壓縮機VX181使用渦旋型壓縮機，電壓為195～470V，轉(zhuǎn)速為600～8 600r/min，最大功耗為5.5kW，環(huán)境溫度在-5～70℃時，空調(diào)模式運轉(zhuǎn)。能夠在-40～70℃之間的環(huán)境溫度下通信，使用R1234yf或R744制冷劑，如圖27所示。

十、動力蓄電池?zé)崃抗芾?/h2>

ID.4中的所有動力蓄電池都有一個主動熱量管理系統(tǒng)。鋁制散熱器位于蓄電池殼體外部。這可防止冷卻液與蓄電池外殼內(nèi)的高壓元件接觸。動力蓄電池模塊通過導(dǎo)熱貼連接至蓄電池殼體的底座。鋁制散熱器還通過導(dǎo)熱貼連接到殼體底座。堅固的鋁制車底護板可防止散熱器受到機械損壞，如圖28所示。

冷卻液溫度傳感器直接連接到蓄電池調(diào)節(jié)控制裝置J840。控制裝置使用傳感器信號調(diào)節(jié)動力蓄電池冷卻液泵V590。

蓄電池冷卻不僅發(fā)生在車輛行駛時，還可在充電過程中激活。這明顯降低了蓄電池溫度的升高，尤其是在使用直流充電時。這樣允許更快的充電速度，即使是重復(fù)充電過程。

動力蓄電池可以主動冷卻和加熱。這取決于蓄電池內(nèi)部溫度。蓄電池內(nèi)部溫度低于8℃時，通過加熱元件(PTC)Z132進行加熱；充電期間，蓄電池內(nèi)部溫度高于30℃時，通過冷凝器進行冷卻；車輛行駛，蓄電池內(nèi)部溫度高于35℃時，通過冷凝器進行冷卻。動力蓄電池可以主動冷卻和加熱也可以集成在低溫冷卻回路中，不同的操作狀態(tài)如下所示。

1.不帶熱泵的冷卻液回路

當溫度為15℃或更高時，節(jié)溫器打開，允許冷卻液流向散熱器。混合閥可用于將蓄電池集成到低溫電路中，或在帶有加熱元件(PTC)Z132的單獨回路中保持正確的溫度。

蓄電池調(diào)節(jié)控制裝置J840控制動力蓄電池的熱量管理。在不帶熱泵的配置中，它調(diào)節(jié)動力蓄電池加熱的混合閥V683和動力蓄電池冷卻液泵V590。低溫回路冷卻液泵V468始終由發(fā)動機控制電腦J623激活，如圖29所示。

2.帶熱泵的冷卻液回路

ID.4對帶熱泵的冷卻液回路已經(jīng)進行了調(diào)整，包括用于動力蓄電池預(yù)熱的混合閥V696。冷凝器和加熱元件(PTC)Z132現(xiàn)在安裝在冷卻液回路的分支中，可以單獨控制。這是必要的，以便在熱泵運行時單獨啟動冷凝器，同時使用加熱元件(PTC)加熱Z132蓄電池。

蓄電池調(diào)節(jié)控制裝置J840控制動力蓄電池的熱量管理。在配備熱泵的車型中，它調(diào)節(jié)動力蓄電池加熱的混合閥V683、動力蓄電池加熱的混合閥V696和動力蓄電池冷卻液泵V590。低溫回路冷卻液泵V468始終由發(fā)動機控制電腦J623激活，如圖30所示。下面顯示幾種加熱和冷卻模式。

3.帶熱泵車輛的冷卻和加熱六種模式

此時節(jié)溫器溫度低于15℃，蓄電池溫度8～35℃，熱泵無需求。節(jié)溫器打開散熱器旁通閥，用于動力蓄電池預(yù)熱的混合閥V696啟動最低可能的低溫冷卻回路。當熱泵工作時，低溫回路冷卻液泵V468啟動，同時使用加熱元件(PTC)Z132加熱蓄電池，如圖31所示。

此時節(jié)溫器溫度低于15℃，蓄電池溫度低于8℃，熱泵無需求。對于動力蓄電池加熱，啟動最低可能的低溫冷卻回路。節(jié)溫器打開散熱器旁通閥，用于動力蓄電池預(yù)熱的混合閥V696啟動最低可能的低溫冷卻回路。兩個冷卻液泵均已啟動,如圖32所示。

此時節(jié)溫器溫度低于15℃，蓄電池溫度8～35℃，熱泵無需求。節(jié)溫器關(guān)閉散熱器旁通閥，接著動力蓄電池加熱的混合閥V696啟動最低可能的低溫冷卻回路。只有低溫回路冷卻液泵V468被激活。如圖33所示。

此時節(jié)溫器溫度低于15℃，車輛運行時，蓄電池溫度高于35℃；充電時，蓄電池溫度高于30℃，熱泵無需求。節(jié)溫器關(guān)閉散熱器旁通，然后用于動力蓄電池加熱的混合閥V696啟動最低可能的低溫冷卻回路。用于動力蓄電池預(yù)熱的混合閥V683啟動蓄電池冷卻液回路。兩個冷卻液泵均已啟動，如圖34所示。

此時節(jié)溫器溫度高于15℃，蓄電池溫度高于30℃，熱泵無需求。節(jié)溫器關(guān)閉散熱器旁通，然后用于動力蓄電池加熱的混合閥V696打開與蓄電池的連接。用于動力蓄電池預(yù)熱的混合閥V683啟動蓄電池冷卻液回路。兩個冷卻液泵均已啟動，如圖35所示。

此時節(jié)溫器溫度高于15℃，蓄電池溫度8～30℃，熱泵有需求。節(jié)溫器關(guān)閉散熱器旁通，然后用于動力蓄電池加熱的混合閥V696打開與蓄電池的連接。用于動力蓄電池加熱的混合閥V683激活蓄電池加熱回路。只激活低溫回路冷卻液泵V468，如圖36所示。