大眾PHEV高壓電控系統結構組成及控制原理

青島潤眾汽車銷售服務有限公司 秦心開

1 大眾PHEV簡介

大眾PHEV采用并聯式混合動力驅動裝置（P2-HEV），可以實現純電動模式、混合動力模式、充電模式、運動模式（GTE）等多種駕駛模式。車輛起動時，首先以純電動模式工作，駕駛人可以通過換擋桿旁的“E-MODE”按鍵切換純電動模式、混合動力模式和充電模式，同時信息娛樂顯示屏上也會相應地顯示當前選擇的駕駛模式。駕駛人也可以直接按下“GTE”按鍵，使車輛進入運動模式。

大眾PHEV的驅動系統主要由1.4 L TSI發動機、驅動電動機、雙離合變速器和高壓蓄電池組成，其中1.4 L TSI發動機和驅動電動機可以一起提供最大約160 kW的功率輸出，并能夠產生400 N·m的最大轉矩。在純電模式下，最高時速可達到130 km/h。根據車型不同，純電動模式下，續航里程可達50 km~70 km；當燃油箱（50 L）加滿燃油，車輛最大續航里程可達1 100 km以上。

2 高壓電控系統

大眾PHEV的高壓電控系統（圖1）主要由高壓蓄電池充電器、驅動電動機、驅動電動機功率控制電子裝置、高壓蓄電池、電動空調壓縮機、高壓電控系統加熱裝置（PTC）組成。

圖1 高壓電控系統組成

2.1 驅動電動機功率控制電子裝置

驅動電動機功率控制電子裝置（圖2）的作用是控制驅動電動機工作，同時控制12 V蓄電池充電和車載電網的供電。同時，它還是高壓蓄電池充電器與高壓蓄電池之間的連接部件。驅動電動機功率控制電子裝置集成了驅動系統控制器單元、空調壓縮機熔絲、驅動電動機逆變器、12 V DC/DC變壓器、中間電路電容器、高電壓導線的接口、12 V車載電網接口、冷卻液接口等零部件。

圖2 驅動電動機功率控制電子裝置

2.2 高壓蓄電池充電器

高壓蓄電池充電器（圖3）安裝在發動機室內，任務是將加載的交流電轉換為直流電，從而給高壓蓄電池充電。內部集成了高壓蓄電池充電控制單元，通過“整流”和“變壓”2個環節，將220 V交流電轉換為直流電，對高壓蓄電池進行充電。內置的功率分配器可以使高壓蓄電池充電器為電動空調壓縮機和PTC進行供電，因此，在充電過程中也可以使用空調。

圖3 高壓蓄電池充電器接口

使用車載便攜式充電器或充電樁對PHEV車輛充電時，車載便攜式充電器或充電樁與高壓蓄電池充電控制單元建立通信后，高壓蓄電池充電接口旁的的綠色充電指示燈點亮，表示開始向高壓蓄電池充電。

2.3 驅動電動機

驅動電動機采用的是永磁同步電動機，它安裝于1.4 L TSL發動機與雙離合變速器之間，主要由散熱器、電動機、分離離合器K0及支持環組成（圖4）。驅動電動機可以作為車輛獨立的驅動源，也可以與發動機結合驅動，為車輛提供混合動力，主要技術參數如表1所列。

表1 驅動電動機技術參數

圖4 驅動電動機的結構組成

2.4 高壓蓄電池

高壓蓄電池安裝在車輛后部，是由蓄電池模塊（由8個串聯模組構成）、高壓蓄電池開關盒、蓄電池調節控制單元及高壓蓄電池冷卻元件組成的三元鋰電池總成（圖5），電池容量約為37 A·h，額定電壓約為352 V，總能量13 kW·h，并帶有冷卻功能。

圖5 高壓蓄電池結構

蓄電池調節控制單元是高壓蓄電池開關盒的主控制器，蓄電池調節控制單元結合高壓蓄電池開關盒可執行以下功能：監控縱聯線路；分析碰撞信號；調節高壓蓄電池溫度；控制鎖定繼電器；測量鎖定繼電器前后的電壓；分析電流傳感器信號；檢測并分析蓄電池電壓；檢測并分析蓄電池單元格電壓；檢測模塊溫度；平衡蓄電池單元格電壓；監測絕緣電阻。

高壓蓄電池開關盒負責對絕緣電阻進行監控，當檢測絕緣電阻無異常后，向蓄電池調節控制單元發送充電許可信息。

2.5 高壓電控系統加熱裝置

由于在純電動模式下行駛時，發動機不工作，無法為冷卻液提供熱量，此時需要高壓電控系統加熱裝置（PTC，圖6）加熱冷卻液，使空調為車內提供暖風。PTC通過一條高壓線路與高壓蓄電池充電器相連。

圖6 高壓電控系統加熱裝置（PTC）

2.6 電動空調壓縮機

電動空調壓縮機（圖7）由一個固定渦旋盤和一個旋轉渦旋盤組成，兩者彼此貼合。通過電動機驅動的旋轉渦旋盤進行螺旋線的偏心運轉，該偏心運轉產生的螺旋造成了多個越來越小的空間，從而空間內的制冷劑得以壓縮（圖8）。

圖7 電動空調壓縮機

圖8 電動空調壓縮機工作原理示意圖

3 結語

隨著技術的成熟和國家政策的助推，用戶對新能源汽車的接受度也越來越高，新能源汽車也將成為汽車市場中重要的組成部分。大眾PHEV車系是大眾在國內推出的首款新能源汽車，除了采用了不同的動力系統外，PHEV在車身結構、空調系統、制動系統等方面，均與普通車型有或多或少的不同。