◆文/河北 石德恩

(接2019年第9期)

2.加熱器芯

加熱器芯如圖14所示，加熱器芯位于氣候控制總成中。加熱器芯是鋁制單通道冷卻片和管道式熱交換器，沿氣候控制總成的寬度方向安裝。連接到加熱器芯的2條鋁管延伸穿過前艙隔板，并連接到氣候控制冷卻液回路。

圖14 加熱器芯

3.座艙加熱-間接冷凝器

間接冷凝器如圖15所示，它主要是一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)部件，具有一個(gè)內(nèi)置的熱交換器，用于在空調(diào)制冷劑和座艙回路冷卻液之間交換熱量。當(dāng)座艙冷卻液流過間接冷凝器時(shí)，傳輸?shù)臒崃繉⒈蛔摶芈防鋮s液吸收，這種熱泵流程將會(huì)增加間接冷凝器中的熱量以及隨后傳輸至座艙冷卻液中的熱量，同時(shí)消耗的蓄電池電量最低。供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)將會(huì)利用其功能控制該流程和電動(dòng)冷卻液泵轉(zhuǎn)速，以便維持最佳的座艙溫度。

當(dāng)電動(dòng)冷卻液泵運(yùn)行時(shí)，泵驅(qū)動(dòng)冷卻液流過間接冷凝器，制冷劑熱量在此傳遞給座艙冷卻液。冷卻液從間接冷凝器流至高壓冷卻液加熱器。然后，冷卻液將會(huì)流過加熱器芯，在該處，熱量被傳輸至座艙，然后冷卻液流至渦流罐。渦流罐除去冷卻液中的所有空氣并阻止冷卻液流至電動(dòng)驅(qū)動(dòng)副水箱。根據(jù)HV蓄電池回路的需求，在電磁閥的作用下，冷卻液被引導(dǎo)流回泵或流過蓄電池?zé)峤粨Q器。座艙回路冷卻液與HV蓄電池回路冷卻液彼此分離。HV蓄電池冷卻液熱交換器是一個(gè)冷卻液-冷卻液熱交換器，其中有兩個(gè)獨(dú)立的回路。

圖15 氣候控制間接冷凝器

4.座艙加熱-高壓冷卻液加熱器

高壓冷卻液加熱器(HVCH)也稱高壓內(nèi)部加熱器，如圖16所示，它是一個(gè)電加熱裝置。HVCH接收到來自電動(dòng)車蓄電池的高壓直流(DC)電源，其最大熱量輸出為7kW。熱量輸出由ATCM根據(jù)對(duì)集成控制面板(ICP)、BECM和后集成控制面板(RICP)(如已配備)的加熱請(qǐng)求進(jìn)行控制。

當(dāng)外部電源連接到車輛為EV蓄電池充電時(shí)，HVCH可用于為EV蓄電池溫度控制系統(tǒng)提供熱量。在充電之前和充電期間可提供來自HVCH的熱量。此時(shí)，HVCH的電源由外部電源供電。該操作可能會(huì)降低HV蓄電池的續(xù)航里程，因此僅在以下情況下使用。

(1)當(dāng)I-PACE插接電源并進(jìn)行充電時(shí)：

①如果車輛已被編程為定時(shí)出發(fā)或已從智能手機(jī)應(yīng)用程序中進(jìn)行選擇，則車輛將會(huì)對(duì)座艙和HV蓄電池溫度進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)。

②蓄電池回路冷卻液溫度降至14℃以下。

(2)I-PACE行駛時(shí)，在以下情況下激活HVCH，以支持熱泵模式：

①如果外部氣溫降至-20℃以下。

②如果HV蓄電池回路的需求顯示HV蓄電池需要加熱以維持最佳的蓄電池溫度。

圖16 HV內(nèi)部加熱器

三、HV蓄電池回路

1.HV蓄電池回路概述

圖17 HV蓄電池回路部件

HV蓄電池回路的作用是將蓄電池保持在其最佳工作溫度20～25℃，以確保蓄電池以最佳效率工作，從而在所有條件下輸出所需的電力。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)為液體提供冷卻和加熱。HV蓄電池冷卻回路部件如圖17所示，由蓄電池電量控制模塊(BECM)控制，包括以下部件：EV蓄電池電動(dòng)冷卻液泵；HV蓄電池回路電磁閥(EV蓄電池?fù)Q向閥)；EV蓄電池冷卻液副水箱；HV蓄電池散熱器；HV蓄電池?zé)峤粨Q器；HV蓄電池冷卻器。

蓄電池電量控制模塊(BECM)接收HV蓄電池溫度數(shù)據(jù)以控制其溫度。2個(gè)溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)HV蓄電池冷卻回路的進(jìn)口和出口冷卻液溫度，每個(gè)蓄電池模塊有2個(gè)單體電池溫度，每個(gè)HV蓄電池組有36個(gè)模塊，因此它會(huì)收到一共72個(gè)單體電池溫度。

BECM通過監(jiān)測(cè)該數(shù)據(jù)并控制回路中的冷卻液液流來調(diào)節(jié)HV蓄電池的內(nèi)部溫度，其控制方式如下：利用12V電動(dòng)冷卻液泵控制流量。根據(jù)需要，讓冷卻液流過HV蓄電池冷卻器或散熱器，使冷卻液冷卻。利用風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制流過散熱器的空氣速度。通過蓄電池冷卻液熱交換器從座艙冷卻液回路中獲取熱量。

2.EV蓄電池膨脹箱

EV蓄電池膨脹箱位于前艙右側(cè)，如圖18所示，它為EV蓄電池溫度控制系統(tǒng)提供EV蓄電池冷卻液儲(chǔ)罐，還允許EV蓄電池冷卻液進(jìn)行排氣。EV蓄電池膨脹箱冷卻液液位傳感器連接到蓄電池電量控制模塊(BECM)。如果液位低于指定水平，BECM將通過車身控制模塊/網(wǎng)關(guān)模塊(BCM/GWM)向儀表盤(IC)發(fā)送一條消息。IC信息中心將向駕駛員顯示一條警告信息。膨脹箱的加注口蓋可在EV蓄電池溫度控制系統(tǒng)中的壓力超過設(shè)定水平時(shí)釋放壓力。

3.EV蓄電池散熱器

EV蓄電池散熱器位于車輛前部的冷卻模塊中。EV蓄電池散熱器位于冷卻模塊的前面。冷卻模塊利用車速和電動(dòng)冷卻風(fēng)扇使空氣流通過冷卻模塊，以冷卻EV蓄電池冷卻液。流過散熱器的EV蓄電池冷卻液流量由蓄電池電量控制模塊(BECM)控制。電動(dòng)冷卻風(fēng)扇由動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制模塊(PCM)控制。

4.EV蓄電池冷卻液泵

EV蓄電池冷卻液泵位于前艙中，如圖19所示，由蓄電池電量控制模塊(BECM)控制。冷卻液泵驅(qū)動(dòng)EV蓄電池冷卻液循環(huán)，以流過EV蓄電池溫度控制系統(tǒng)。冷卻液泵的速度由來自BECM的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)進(jìn)行控制。

5.EV蓄電池?fù)Q向閥(電磁閥)

EV蓄電池?fù)Q向閥是一個(gè)電磁閥，如圖20所示由蓄電池電量控制模塊(BECM)控制。當(dāng)換向閥電磁閥激活時(shí)，EV蓄電池冷卻液流經(jīng)EV蓄電池冷卻器和氣候控制熱交換器。當(dāng)換向閥電磁閥未激活時(shí)，EV蓄電池冷卻液流經(jīng)EV蓄電池散熱器。EV蓄電池?fù)Q向閥具有一個(gè)2針腳接線線束接頭，分別是來自BECM的電源信號(hào)和接地連接。

圖18 EV蓄電池膨脹箱

圖20 EV蓄電池?fù)Q向閥(電磁閥)

圖21 氣候控制熱交換器(蓄電池?zé)峤粨Q器)

6.氣候控制熱交換器(蓄電池?zé)峤粨Q器)

氣候控制熱交換器也稱蓄電池?zé)峤粨Q器，如圖21所示。氣候控制熱交換器將來自氣候控制(座艙加熱)冷卻液的熱量傳輸至EV蓄電池冷卻液，由HV內(nèi)部加熱器提供熱量。傳輸至EV蓄電池冷卻液的熱量用于在充電之前或期間加熱EV蓄電池。當(dāng)EV蓄電池?fù)Q向閥通電時(shí)，EV蓄電池冷卻液僅流經(jīng)氣候控制熱交換器。

7.EV蓄電池冷卻器(連接到空調(diào)系統(tǒng))

EV蓄電池冷卻器位于前艙中的左前方，如圖22所示使用來自空調(diào)(A/C)系統(tǒng)的制冷劑來冷卻EV蓄電池冷卻液。然后，EV蓄電池冷卻液循環(huán)通過EV蓄電池溫度控制系統(tǒng)，以降低EV蓄電池的內(nèi)部溫度。

圖19 EV蓄電池冷卻液泵

圖22 HV蓄電池冷卻器

EV蓄電池冷卻器隔離閥控制流過EV蓄電池冷卻器的制冷劑流量，該隔離閥由自動(dòng)溫控模塊(ATCM)控制，通過硬連線連至ATCM。EV蓄電池冷卻器隔離閥為常閉閥，由來自ATCM的信號(hào)打開。EV蓄電池冷卻器具有一個(gè)節(jié)溫器膨脹閥(TXV)，EV蓄電池冷卻器隔離閥打開時(shí)，TXV自動(dòng)調(diào)節(jié)流經(jīng)EV蓄電池冷卻器的制冷劑流量。隔離閥有2針腳接線線束接頭分別是來自ATCM的12V信號(hào)和接地連接。

8.EV蓄電池冷卻液溫度傳感器

如圖23所示，2個(gè)EV蓄電池冷卻液溫度傳感器安裝在EV蓄電池前部的冷卻液進(jìn)口和出口連接中。該傳感器是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)電阻器類型，通過EV蓄電池內(nèi)部接線線束和外部短接線線束，以硬接線方式連接到蓄電池電量控制模塊(BECM)。傳感器向BECM提供EV蓄電池冷卻液進(jìn)口和出口的EV蓄電池冷卻液溫度。BECM使用溫度數(shù)據(jù)以確定EV蓄電池所需的冷卻類型，來控制EV蓄電池內(nèi)部溫度。

9.控制框圖及控制說明

EV蓄電池溫度控制框圖如圖24所示。當(dāng)車輛行駛時(shí)或EV蓄電池充電時(shí)，蓄電池電量控制模塊(BECM)監(jiān)控EV蓄電池的內(nèi)部溫度。BECM使用EV蓄電池模塊中的溫度傳感器和EV蓄電池冷卻液溫度傳感器，以確定EV蓄電池要求的加熱或冷卻量。

(1)EVHV蓄電池加熱。HV蓄電池加熱僅在充電之前或期間進(jìn)行。EV蓄電池加熱的目的是以便充電。EV蓄電池的加熱由蓄電池電量控制模塊(BECM)基于以下條件確定：

①EV蓄電池荷電狀態(tài)；②EV蓄電池模塊中的溫度傳感器；③外部電源。

當(dāng)EV蓄電池內(nèi)部溫度高于規(guī)定溫度時(shí)，BECM將開始為EV蓄電池充電。外部電源將會(huì)通過有線車載充電模塊為您提供HV內(nèi)部加熱器的電源。

圖23 EV蓄電池冷卻液溫度傳感器

圖24 EV蓄電池溫度控制框圖

如果BECM確定需要蓄電池加熱，將會(huì)激活EV蓄電池冷卻液泵和EV蓄電池?fù)Q向閥。BECM也會(huì)通過高速(HS)控制器局域網(wǎng)(CAN)電源模式0系統(tǒng)總線向自動(dòng)溫控模塊(ATCM)發(fā)送加熱請(qǐng)求。ATCM將激活以下部件：①氣候控制換向閥；②氣候控制冷卻液泵；③HV內(nèi)部加熱器。

然后，氣候控制系統(tǒng)將加熱的氣候控制冷卻液從HV內(nèi)部加熱器引導(dǎo)至氣候控制熱交換器。氣候控制熱交換器(蓄電池?zé)峤粨Q器)將氣候控制冷卻液的熱量傳輸至EV蓄電池冷卻液。這樣將加熱EV蓄電池冷卻液，并使其循環(huán)流過EV蓄電池，以提高EV蓄電池的內(nèi)部溫度。當(dāng)EV蓄電池內(nèi)部溫度高于規(guī)定溫度時(shí)，BECM將停止向ATCM發(fā)送加熱請(qǐng)求。然后，ATCM將停止高電壓內(nèi)部加熱器、氣候控制冷卻液泵和氣候控制換向閥的的運(yùn)行。