2022款奥迪Q5 e-tron纯电动汽车空调与热管理系统（二）.pdf

新能源汽车栏目编辑：高中伟刘春晖（本刊编委会委员）高级工程师/教授，现任山东华宇工学院机械工程学院汽车服务工程教研室主任，有多年的一线汽车电气系统、电子控制系统维修工作经验。现从事汽车类专业学生专业课的教学工作。在各级汽车维修类杂志上公开发表论文30 篇，出版汽车维修类图书2 3部。2022款奥迪Q5e-tron纯电动汽车空调与热管理系统(二)文山东刘春晖（接2 0 2 3年第6 期）高电压高压管路三、R744空调系统组成部件低压管路1.空调压缩机V454R744空调系统组成部件如图12 所示。集成在空调压缩机V454(图13)中的空调压缩机控制单元J842通过LIN总线与加热器和空调系统控制单元J979通信。空调压缩机控制单元J842的作用是将来自高电压蓄电池1AX2的直流电压转换为三相交流电压。用于R744的压缩机的不同之处在于：壁厚明显更厚，排量仅为5.3cm3，制冷剂管路的接口几何形状适用于带有轴向密封块连接器的特殊R744连接技术，R744循环回路中的所有连接点均相同。重新加注制冷剂至循环回路后，必须使用汽车故障诊断仪重置CO,制冷剂损耗计数器。电动压缩机安装在发动机舱右前方的额外支架上，这样减少了从压缩机传递到汽车内部空间的噪声。此外，内部还装有一种消声器作为消声件。压缩机壳体进行了加固处理，从而进一步减小了其产生的振动。高电压蓄电池热交换器低电压接口C涡旋压缩机(PTC)Z130(图14)加热。空调单元中没有用于内部加热的热交换器。Z130由高电压加热器(PTC)控制单元J848和高电压加热器(PTC)Z115组成。Z115有单独的加热元件，可根据需要单独或一起启动。此外，Z130是加热器和空调系统控制单元J979的LIN总线节点。高电压加热器从右侧(副驾驶员侧)被推入到空调装置中并固定，PTC加热器的工作功率为O6 k W，通过空调控制单元以R744保养接口热泵阀门单元总成接口空调压缩机控制单元J842电动空调压泄压阀缩机图13空调压缩机V454AC气体冷却器高电压加热器(PTC)（不带干燥器）2.高电压加热器(PTC)Z130空调系统内部通过热泵功能（如已安装）和高电压加热器58MUTUR-CHINAOctober高电压加热器空调压缩机V454(PTC)Z130蒸发器加热气体冷却器图12 R744空调系统组成部件ZX17图14高电压加热器（PTC)Z130NewEnergyVehicles栏目编辑：高中伟tnt新能源汽车1%的步幅逐步控制。只有在非常寒冷的日子且蓄电池管理系统发布电流许可时，才能达到6 kW的最大加热功率，在配备热泵的车辆中，高电压加热器充当辅助加热器。3.带干燥器和内部热交换器的储液罐带干燥器和内部热交换器的储液罐的结构如图1 5所示，其中收集盘的干燥剂袋吸收系统中的残留湿气。如果制冷剂循环回路保持打开状态的时间不确定，则必须更换收集盘。内部热交换器以一种管道螺旋形式通过部件围绕储液罐运行。储液罐由带注油孔的抽吸管、干燥剂袋和内部热交换器入口/出口内部热交换器IMT过滤器内部热交换器入口/出口图1 5带干燥器和内部热交换器的储液罐4.阀门单元阀门单元的分布如图1 6 所示。(1)截止阀和电动膨胀阀的结构和功能截止阀和电动膨胀阀(EXV)的结构如图1 7 所示，步进电机通过阀门中的螺杆转动电枢。针阀的高度通过其内螺纹由旋转的螺杆进行调节。截止阀具有圆柱形针阀，它只有2 种状态，即打开或关闭，而电动膨胀阀则具有圆锥形针阀。针阀从阀座中移出距离越远，进入膨胀区的横截面就越大。在阀体上钻孔后，插入密封塞。有些双阀体的另一侧有一个泄压阀。阀门的不同运行状态如图1 8 所示。阀门单元ASV3ASV2ASV4步进电机电枢螺杆针阀阀座密封塞A-B剖面图口“气体导管”组成。压力接口储液罐/干燥器入口收集盘（干燥剂总成，可单独更换）气体导管抽吸管干燥剂袋注油孔储液罐/干燥器出口ASV5EXV2EXV3ASV1EXV1A-B部面图图1 7 春截止阀和电动膨胀阀的结构ASV关闭ASV打开图1 8 阀门的不同运行状态产生高压。为了防止蒸发器超压，当调节系统无法正常工作或阀门卡滞时，会通过泄压阀来确保这一点(防止CO,泄漏到汽车内部空间)。高压侧的泄压阀在大约1 6 0 bar(最大1 7 0 bar)的压力下打开，并在压力降低(大约1 50 bar)时再次关闭。低压侧的泄压阀在大约1 2 0 bar(最大1 30 bar)的压力下打开，并在压力降低(大约110bar)时再次关闭。用于蒸发器EXV关闭泄压阀EXV膨胀保护膜EXV打开图1 9 泄压阀的安装位置高电压蓄电池热交换器带干燥器的蓄电池，包括内部热交换器(2)泄压阀如图1 9 所示，热泵系统中有3个泄压阀，分别是：位于高压侧的压缩机上；用于蒸发器，位于低压侧的阀体上；用于带干燥器的蓄电池，同样位于低压侧的阀体上。因蒸发器在热泵运行期间还要用于加热，而且之后会在此处5.热气管路的金属波纹管高压管路（红色）如图2 0 所示，柔性软管的结构分为高温气体侧的制冷剂管所有其他管路均为抽吸压力管路路以及高压侧和低压侧的制冷剂管路2 种版本。高温气体侧的制图1 6 阀门单元冷剂管路是从压缩机到气体冷却器的软管和管路连接，基于已压缩制冷剂的高温，必须通过金属波纹管输送这种介质，通过钢纤维强化软管保持形状。高压侧和低压侧的制冷剂管路是不含波纹管加强件的软管和管路连接。制冷剂管路中的工作压力最高约140bar，耐热性约为-4 0 1 8 0 注意：这些软管的弯曲半径受到限制，不得弯折或扭转。2023/10汽车维修与保养59NewEnergyVehicles新能源汽车栏目编辑：高中伟高温气体侧的制冷剂管路外层内层用于吸收压力的织物金属波纹管固定装置（黄色）高压侧和低压侧制冷剂管路图2 0 热气管路的金属波纹管结构6.加热和空调装置控制单元J979如图2 1 所示，空调系统控制单元安装于副驾驶位手套箱后部。拆卸控制单元前，必须先拆下手套箱。然后可以用拆卸楔（例如34 0 9)将控制单元从支架中上松开并拉出。单独安装的加热器和空调系统控制单元J979负责车辆内部的温度控制。加热器和空调系统J979图2 1 加热和空调装置控制单元J979的安装位置7.车内CO,含量传感器G929如图2 2 所示，CO，含量传感器G929夹紧在加热和空调装置的下部区域中，在拆下通道盖板后可以用拆卸楔（例如34 0 9)卸下。介于CO,的热泵系统安全性，特在风箱底部设置了该传感器，防止因泄露等特殊情况而产生危险。车内二氧化碳含量传感器G929图2 2 CO，含量传感器G929安装位置CO,含量传感器G929的结构如图2 3所示，3个连接触点被分配给接线端30/31，中间被分配给LIN总线2。信息从传感器传输到空调控制单元，然后再传输到J1273数据总线数据接口CO，含量传感器G929的检测原理如图2 4 所示，传感器采用NDIR(非色散红外)吸收法进行工作，红外线辐射在测量通道中从IR源射向过滤器和探测器。每个气体分子都具有吸收特定波长的特性。对于CO2，波长为4.3m。光学过滤器对探测器的测量信号进行清晰化处理，从而使其可以更有针对性地测量特定波长的辐射强度。入射辐射强度越低，汽车内部空间的CO,浓度越高。带二氧化碳传感器的电路板图2 3CO，含量传感器G929的结构进气口红外线辐射源CO进气口图2 4 CO，含量传感器G929的检测原理8.压力和温度传感器G395和G826G829如图2 5所示，5个压力和温度传感器的功能和内部结构都相同。传感器有3种不同的插头代码，因此必须注意ETKA中的安装位置。更换其中一种传感器后，必须使用汽车故障诊断仪对传感器进行寻址。p/T2=G826p/T5=G829图2 5压力和温度传感器G395和G826G829安装位置压力和温度传感器直接在制冷剂循环回路中，无单向阀，压力和温度传感器技术数据见表4。因此必须在吸出制冷剂的情况下更换传感器，压力和温度传感器的结构如图2 6 所示。该传感器有3种不同版本及零件号，但是只有插头颜色不同，更换需要寻址。插头代码A表示黑色壳体，其零件号为：4 NO959126F；插头代码B表示灰色壳体，其零件号为：4 NO959126G；插头代码E表示棕色壳体，其零件号为：4 NO959126H。硅胶垫圈和密封圈具有不同的作用，硅胶垫圈可防止螺栓连接脏污等(如果根据安装布置图必不可少且存在），密封圈可密封制冷剂循环回路。9.散热器卷帘散热器卷帘装配在模块化电驱动平台中，如图2 7 所示，它位于冷却液散热器和冷凝器(R134a)或车前部气体冷却器(R744)之3针插接器探测器过滤器p/T4=G828P/T1=G395P/T3=G82760MUTUR-CHINAOctoberNewEnergyVehicles栏目编辑：高中伟新能源汽车表4 压力和温度传感器技术数据相关参数工作电压温度测量范围压力测量范围柠紧力矩正常范围9.016V-40180,精确度为0.1 0 170bar,精确度为0.0 5bar40N:m+5N m3针插接器硅胶垫圈Chiller（换热器）:增加一路用于电池冷却的Chiller（换热器）回路川电子膨胀阀冷凝器川或节流装置Chiller膨胀阀蒸发器压缩机：压缩机由机械式压缩机变更为电动压缩机压缩机前机舱驾驶室传统车机械压缩机BEV,PHEV电动压缩机图2 8 R744空调基本原理带压力传感温度传感器密封圈器的电路板图2 6 压力和温度传感器的结构间。在关闭状态下，卷帘改善了车辆的空气阻力系数。更换后，必须重新初始化电机，以匹配0 1 0 0%限位位置。空调、热泵的需求、电机或蓄电池的冷却需求，以4 种不同的调节速度移动，工作行程可在2%9 8%之间的位置调节。在正常运行状态下，卷帘从顶部到底部的完整移动过程大约持续4 0 S，如果将“紧急冷却要求”发送到散热器卷帘，则卷帘杆的转速可以从8 r/min提高到9 r/min。驱动电机可以单独更换，并具有4 针电气接口：针脚1 为接地；针脚2 接LIN总线2.0；针脚3为未占用；针脚4 为1 2 V。四、R744热泵空调系统工作循环R744空调基本原理如图2 8、图2 9 所示。热泵空调系统控制原理图如图30 所示。（末完待续）M卷帘在织物杆上卷起至制冷剂管路的螺栓连接散热器卷帘驱动电机带有拉线连接件的未端装饰条制冷模式川冷凝器川压缩机膨胀阀蒸发器川空调系统制冷时可将热量从车内搬运到车外；是否可以在冬季系统反用，实现热量从车外到车内搬运？G385G386蒸发箱后左侧右侧V425内循环风门V107除霜风门V158左侧温度风门V237左侧出风口右侧温度风门V238右侧出风口G1090车内温度采暖模式冷凝器发挥蒸发器的作用零件不能从车外拿到车内通过管路阀门实现功能转换前机舱驾驶室图2 9 R744空调基本工作示意图G308G150G151Lin1Lin2G395PT1V159G826PT2G827PT3川压缩机膨胀阀川蒸发器发挥冷凝器的作用热泵系统通过管路和阀门实现反向转换在冬季将车外的热量搬运到车内，实现车内采暖。消耗1 kW功可搬运2-3KW的热量G823J519左中右中ctrl前机舱驾驶室V544Lin舒适CAN电气化CAN动力总成CAN32J623J1273ctrlKL87aG929C02G828PT4G829PT5.3LinVX57J840ctrl:J271KL87aV590蓄电池水泵右侧带拉线套的拉线导向辊图2 7 散热器卷帘的安装位置J454压缩机左侧带拉线套的拉线J126鼓风机Z130G935G930AQS+湿度PM2.5图30 热泵空调系统控制原理图PTCAX22023/10汽车维修与保养61