大眾MEB平臺(tái)的熱泵空調(diào)

大眾發(fā)布了一些技術(shù)學(xué)習(xí)文檔，詳細(xì)介紹了MEB平臺(tái)有關(guān)的內(nèi)容。這份 SSP 881213《 ID Air Conditioning and Heat Pump in MEB Vehicles》是有關(guān)于大眾熱泵空調(diào)很詳細(xì)的敘述，我想摘錄一些有空的內(nèi)容供各位讀者參考，當(dāng)然最重要的還是基于R744（CO2）制冷劑的熱泵熱泵系統(tǒng)，可以充分回收電池、電機(jī)、功率電子和充電系統(tǒng)的能量來作為能量源，這也是大眾在熱管理方面的布局。

圖1 大眾的兩種熱泵空調(diào)

一、熱泵系統(tǒng)

二氧化碳熱泵的低溫性能很好，能夠在更低的溫度下吸收更多的熱量，系統(tǒng)壓比更低，對(duì)壓縮機(jī)的要求也會(huì)低一些，可以提高熱泵的制熱性能。但是二氧化碳熱泵的工作壓力大概是傳統(tǒng)制冷劑的10倍，極限的工作情況可達(dá)90bar左右。

備注：R-744的終極優(yōu)勢(shì)是環(huán)保，并且二氧化碳沒有毒性，不需要考慮回收。

圖2 大眾對(duì)于R-744（CO2）的選擇

基于R-744的熱泵系統(tǒng)主要包含這些部件：VX841空氣壓縮機(jī)總成（還包含J842的控制模塊）、ZX17的高壓PTC模塊和J848的PTC控制模塊，還有一系列的管路。

圖3 大眾的熱泵系統(tǒng)組成

（1）AC Compressor

熱泵的核心是這個(gè)空氣壓縮機(jī)，這個(gè)壓縮機(jī)兼容R1234yf和R744兩種制冷劑，在后者上增加了厚度，并且相應(yīng)對(duì)于尺寸做了適配。

圖4 空壓機(jī)設(shè)計(jì)變化

如下所示，空壓機(jī)工作范圍覆蓋-28度到70度，采用lin通信，最大的功率5.5kW，其中電機(jī)功率為4.4kW。

表1 空壓機(jī)的參數(shù)

（2）Valve Unit 總成

這套總成由5個(gè)截止閥和3個(gè)膨脹閥共8個(gè)電磁閥裝置組成，通過8個(gè)電磁閥不同的組合方式，MEB的熱泵系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)4種制冷模式和3種加熱模式場(chǎng)景的切換。

圖5 大眾的Valve Unit

圖6 截止閥和膨脹閥

如下圖所示，總成的控制邏輯還是相當(dāng)復(fù)雜的，德國人真的很喜歡把精力和資源用在消費(fèi)者看不懂而且感受不到的地方。

圖7 大眾的熱管理系統(tǒng)模式

和特斯拉的考慮不一樣，大眾是從工程設(shè)計(jì)出發(fā)來考慮，除了熱泵系統(tǒng)以外還配有傳統(tǒng)PTC加熱系統(tǒng)，這主要是滿足在極寒地區(qū)下使用。當(dāng)溫度特別低時(shí)，熱泵空調(diào)可以和PTC同時(shí)工作，以最快的速度提升車內(nèi)溫度。而當(dāng)車內(nèi)溫度達(dá)到用戶設(shè)定需求時(shí)，PTC則會(huì)交由熱泵空調(diào)來管理。

圖8 ZX17 高壓PTC

二、 控制模式

由于大眾的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，有一個(gè)專門的ECU J979來控制整套系統(tǒng)，這個(gè)模塊配置在儀表臺(tái)下面。

圖9 大眾的熱管理系統(tǒng)控制器

這實(shí)在是由于大眾開發(fā)了太多的空調(diào)系統(tǒng)模式——在這份技術(shù)介紹里面，介紹了很多詳細(xì)的設(shè)計(jì)，看得出工程師花費(fèi)的心思。羅列在這里，各位讀者可以自行研讀。難以想象銷售顧問如何將這些介紹材料傳遞給消費(fèi)者。

（1）夏天對(duì)座艙制冷

（2）座艙在制冷中，電池也需要冷卻的時(shí)候

（3）只是電池需要冷卻的時(shí)候

（4）Reheat 模式

（5）熱泵模式1

（6）熱泵模式2

（7）熱泵模式3

小結(jié)：

德國工程師花費(fèi)了很多心思和資源的MEB平臺(tái)，在國內(nèi)卻被很多消費(fèi)者詬病。其實(shí)從很多細(xì)節(jié)的工程設(shè)計(jì)的想法來看，大眾的很多工程化思維未必是落伍的。就是在特斯拉美式打法下，大眾的這些技術(shù)特性沒有機(jī)會(huì)展現(xiàn)出來，消費(fèi)者看到車機(jī)和自動(dòng)駕駛，就直接搖頭走開了。有時(shí)間我會(huì)多去搜集MEB的信息，做一些解讀?？赡軐?duì)我們?nèi)媪私膺@個(gè)平臺(tái)的技術(shù)特性還有它的演化方向是有價(jià)值的，德國的工程設(shè)計(jì)也有很多值得我們借鑒的地方。