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    • 01. 熱管理系統(tǒng)整體概覽
    • 02. 動力系統(tǒng)的冷卻
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Taycan的熱管理系統(tǒng)探秘

2020/07/28
312
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Taycan 的熱管理也是非常有特點的,這套系統(tǒng)主要分為制冷、高溫、中溫和低溫回路,可以選配熱泵回路,一共五組,本文將就這些內容逐一展開。當然設計這么復雜的熱管理系統(tǒng),相對于原有內燃機跑車來說不是問題,因為超跑的內燃機發(fā)熱量很大,這套熱管理系統(tǒng)都是耗費電能來管理的,主要面向傳動系部件、充電單元和高壓電池電動汽車的部件,這里的平衡和取舍,可能有一些值得商榷的地方。

01.?熱管理系統(tǒng)整體概覽

保時捷的設計中,是需要確保在所有工作條件下車輛的技術部件和乘客都處于最佳和舒服的溫度范圍。如下圖所示,主要分為四個部分:

1. 空調循環(huán):采用空調壓縮機、干燥器、空氣冷凝器和帶膨脹閥的蒸發(fā)器的經(jīng)典制冷回路,并對回路新增內部熱交換器、高溫回路熱交換器和擴展的熱泵組件閥組,還有與低溫回路的熱交換器。?

2. 高溫回路:主要包括高壓加熱器、混合閥、高溫回路泵、熱交換器等,這部分主要是為了車輛需求熱量部分,由之前內燃機去除之后高壓輔助加熱生成熱能。?

3. 中溫回路:主要包括變速箱、逆變器驅動橋部分的冷卻回路,對于冷卻的溫度要求適中,可以處在一個較高的溫度下。

4. 低溫回路:電池和快充部分需要工作在一個較低的溫度下,所以這里把充電機和電池回路整合在一起。

圖 1 整車熱管理的各個部分?

在這里面有一個核心的歧管,由 10 中不同的冷卻回路連接構成,其實有點類似于那個八爪魚。?

圖 2 管路連接匯集的部分?

1)制冷回路?

我們首先來看制冷回路,如下所示 . 制冷劑回路整車主要冷卻源,主要負責對乘客艙進行冷卻,還可以通過帶膨脹閥(激冷器)的熱交換器從冷卻液回路中主動排出熱量。

圖 3 制冷回路概覽?

如果選裝了熱泵系統(tǒng),空調壓縮機提供給制冷劑的能量不會通過空氣冷凝器散失,制冷劑的熱能通過 iCond 冷卻液冷凝器會釋放到高溫回路。?

圖 4 熱泵單元?

2)加熱回路(高溫回路)?

高溫回路是熱管理系統(tǒng)的主要熱源,加熱要求較高的時候,通過 800V PTC 對系統(tǒng)進行加熱。高溫回路主要用于根據(jù)乘客對于溫度的設定來調節(jié)自己的加熱能力,熱量還可以通過混合閥向中溫和低溫回路供熱,以便對驅動部件、高壓蓄電池和充電基礎結構進行預加熱或加熱。借助制冷劑回路的可選裝熱泵功能,熱能也可以通過 iCond 冷卻液冷凝器從制冷劑回路傳輸?shù)礁邷鼗芈贰?

圖 5 高溫回路概覽?

?

02. 動力系統(tǒng)的冷卻

這里主要分為電池路徑(低溫回路)和動力總成路徑(中溫回路)。?

1) 中溫回路?

這部分主要對前橋和后橋驅動部件進行冷卻,由于這些部件對溫度相對不敏感(不像電池溫度不能高,不能低),所以定義為中溫回路。?

圖 6 中溫回路概覽?

2)低溫回路?

低溫回路連接高壓蓄電池和高壓充電器。熱能可以通過具有膨脹閥(激冷器)的熱交換器直接從低溫回路釋放到制冷劑回路。低溫回路通過轉換閥以及具有膨脹閥(激冷器)的熱交換器上的接口連接到中溫回路。?

圖 7 低溫回路概覽?

小結:這套系統(tǒng)由于設計比較復雜,采用了一個獨立的溫控單元來進行控制,并且使用了很多的管路,布置了大量的溫控點,后續(xù)保時捷可能在 PPE 上面對于熱管理系統(tǒng)要予以優(yōu)化。

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽產(chǎn)業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實現(xiàn)個人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。