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

2020/07/28
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Taycan 的熱管理也是非常有特點(diǎn)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(nèi)容逐一展開(kāi)。當(dāng)然設(shè)計(jì)這么復(fù)雜的熱管理系統(tǒng),相對(duì)于原有內(nèi)燃機(jī)跑車(chē)來(lái)說(shuō)不是問(wèn)題,因?yàn)槌艿膬?nèi)燃機(jī)發(fā)熱量很大,這套熱管理系統(tǒng)都是耗費(fèi)電能來(lái)管理的,主要面向傳動(dòng)系部件、充電單元和高壓電池電動(dòng)汽車(chē)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(shí)捷的設(shè)計(jì)中,是需要確保在所有工作條件下車(chē)輛的技術(shù)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(gè)部分:

1. 空調(diào)循環(huán):采用空調(diào)壓縮機(jī)、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(duì)回路新增內(nèi)部熱交換器、高溫回路熱交換器和擴(kuò)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(chē)輛需求熱量部分,由之前內(nèi)燃機(jī)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(qū)動(dòng)橋部分的冷卻回路,對(duì)于冷卻的溫度要求適中,可以處在一個(gè)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(gè)較低的溫度下,所以這里把充電機(jī)和電池回路整合在一起。

圖 1 整車(chē)熱管理的各個(gè)部分?

在這里面有一個(gè)核心的歧管,由 10 中不同的冷卻回路連接構(gòu)成,其實(shí)有點(diǎn)類(lèi)似于那個(gè)八爪魚(yú)。?

圖 2 管路連接匯集的部分?

1)制冷回路?

我們首先來(lái)看制冷回路,如下所示 . 制冷劑回路整車(chē)主要冷卻源,主要負(fù)責(zé)對(duì)乘客艙進(jìn)行冷卻,還可以通過(guò)帶膨脹閥(激冷器)的熱交換器從冷卻液回路中主動(dòng)排出熱量。

圖 3 制冷回路概覽?

如果選裝了熱泵系統(tǒng),空調(diào)壓縮機(jī)提供給制冷劑的能量不會(huì)通過(guò)空氣冷凝器散失,制冷劑的熱能通過(guò) iCond 冷卻液冷凝器會(huì)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(shí)候,通過(guò) 800V PTC 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行加熱。高溫回路主要用于根據(jù)乘客對(duì)于溫度的設(shè)定來(lái)調(diào)節(jié)自己的加熱能力,熱量還可以通過(guò)混合閥向中溫和低溫回路供熱,以便對(duì)驅(qū)動(dòng)部件、高壓蓄電池和充電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)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(guò) 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(dòng)力系統(tǒng)的冷卻

這里主要分為電池路徑(低溫回路)和動(dòng)力總成路徑(中溫回路)。?

1) 中溫回路?

這部分主要對(duì)前橋和后橋驅(qū)動(dòng)部件進(jìn)行冷卻,由于這些部件對(duì)溫度相對(duì)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(guò)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(guò)轉(zhuǎn)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(jié):這套系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,采用了一個(gè)獨(dú)立的溫控單元來(lái)進(jìn)行控制,并且使用了很多的管路,布置了大量的溫控點(diǎn),后續(xù)保時(shí)捷可能在 PPE 上面對(duì)于熱管理系統(tǒng)要予以優(yōu)化。

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電子產(chǎn)業(yè)圖譜

筆者 朱玉龍,一名汽車(chē)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(chē)行業(yè)。我學(xué)的是測(cè)試和電路,從汽車(chē)電子硬件開(kāi)始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè),不過(guò)我相信未來(lái)衣食住行中的行,汽車(chē)仍是實(shí)現(xiàn)個(gè)人自由的不二工具,愿在汽車(chē)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(jiàn)解。