在小星介紹了大眾ID.4熱泵熱管理技術(shù)細(xì)節(jié)以后，很多朋友感興趣其中奧迪e-tron電動SUV熱泵和電機(jī)電控電池系統(tǒng)的熱管理細(xì)節(jié)。今天就隨著小星一起了解一下奧迪e-tron純電熱泵熱管理系統(tǒng)吧。


奧迪e-tron純電熱泵熱管理系統(tǒng)原理圖

奧迪e-tron采用了熱泵技術(shù)，這個熱泵熱管理系統(tǒng)包含四個子系統(tǒng)。分別是空調(diào)壓縮機(jī)和熱交換器組成的綠色制冷劑循環(huán)管路、橘紅色加熱循環(huán)管路、藍(lán)色電驅(qū)動系統(tǒng)冷卻管路和紅色高壓蓄電池冷卻循環(huán)管路。其中制冷劑組成的空調(diào)管路需要通過熱交換器與傳統(tǒng)冷卻液管路進(jìn)行熱交換。具體由熱泵熱交換器和循環(huán)閥總成完成，它由制冷劑止回閥、制冷劑截止閥、制冷劑膨脹閥、高壓蓄電池?zé)峤粨Q器和熱泵工作模式熱交換器（Chiller）組成。


奧迪e-tron熱泵熱交換器和循環(huán)閥總成

電機(jī)冷卻系統(tǒng)

前橋和后橋上的電驅(qū)裝置通過低溫循環(huán)管路水冷，定子和轉(zhuǎn)子上都有冷卻液流過。尤其是附帶的轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻，在持續(xù)功率輸出和峰值功率方面具有重要意義。在前橋上，功率電子控制器和電機(jī)彼此串聯(lián)在冷卻環(huán)路中。冷卻液首先流經(jīng)功率電子控制器，然后流經(jīng)前橋電機(jī)內(nèi)部的“水槍”對轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻，之后流經(jīng)定子水套返回循環(huán)管路中。在后橋上，冷卻液首先流經(jīng)功率電子控制器，隨后流經(jīng)定子冷卻水套之后流經(jīng)轉(zhuǎn)子內(nèi)的“水槍”，最后返回循環(huán)管路。


奧迪e-tron電動SUV電機(jī)冷卻系統(tǒng)前橋（左）和后橋（右）

以奧迪e-tron前橋電機(jī)為例，它具體由冷卻液接口、帶有密封件的交流電接口、定子水套、帶有兩個極對的定子、前部驅(qū)動電機(jī)溫度傳感器、轉(zhuǎn)子、搭鐵環(huán)的銀套、轉(zhuǎn)子位置傳感器和前部交流驅(qū)動裝置冷卻液溫度傳感器組成。奧迪e-tron電動SUV動力電機(jī)主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子內(nèi)部可以充分的液冷。由于采用交流異步驅(qū)動方式。轉(zhuǎn)子采用了鋁合金鼠籠結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子與內(nèi)部中空的轉(zhuǎn)軸相連。轉(zhuǎn)軸內(nèi)部流入冷卻液為轉(zhuǎn)子降溫。由于轉(zhuǎn)子工作在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此碳化硅材料的轉(zhuǎn)軸側(cè)面密封環(huán)成為其中的關(guān)鍵部件。在保證冷卻液密封的同時又能夠承受高轉(zhuǎn)速的磨損，具有高強(qiáng)度耐磨特性。


奧迪e-tron電動SUV動力電機(jī)組成

電池冷卻系統(tǒng)

奧迪e-tron采用了模塊化設(shè)計(jì)車底布置的95kWh鋰電池組。它的內(nèi)部由36個標(biāo)準(zhǔn)子模塊構(gòu)成。電池組由高強(qiáng)度抗沖擊鋁合金框架作為外殼保護(hù)。鋁合金框架內(nèi)從前至后分成了11列，中間9列分別包含3個標(biāo)準(zhǔn)電池子模塊，最前和最后一列分別包含2個子模塊，第二層包含另5個子模塊。電池模塊內(nèi)部采用12片60Ah三元鋰電池軟包電芯。整個電池組由位于電池組頂部前方的電池管理模塊進(jìn)行電池工作的監(jiān)測和控制。


奧迪e-tron電動SUV模塊化電池組

對于奧迪e-tron的電池液冷系統(tǒng)，它針對不同的工況可在多個不同的冷卻環(huán)路間切換。首先由于支持IonITY 150kW直流快充系統(tǒng)，其需要更大的冷卻能力幫助直流快充狀態(tài)下的電池組進(jìn)行良好的散熱。奧迪e-tron采用低溫冷卻管路與前方的大面積熱交換器配合為電池底部的鋁合金微管散熱。奧迪e-tron同時支持由兩個水冷高壓充電器組成的22kW車載充電系統(tǒng)（目前國內(nèi)主流正在從6.6kW向11kW發(fā)展），并支持車身左右分別配置充電口方便靈活使用。此時的交流充電工況下充電器是主要發(fā)熱源，它主要由熱交換器進(jìn)行冷卻。


奧迪e-tron電動SUV電池冷卻液管路冷卻

在北方開新能源電動車朋友都知道一到冬天純電動汽車?yán)m(xù)航里程大幅降低。造成不敢開空調(diào)制熱，只能在車廂里忍受嚴(yán)寒的苦惱。奧迪e-tron采用了熱泵技術(shù)，將整車空調(diào)與電池?zé)峁芾硐嘟Y(jié)合。熱泵系統(tǒng)不僅能在低溫時給電池組加熱，也能夠?qū)㈦姵亟M工作時的廢熱作為車廂內(nèi)的熱空調(diào)熱源。在提升冬天用車體驗(yàn)的同時，保證了較少的續(xù)航里程衰減。

奧迪e-tron電動SUV電池?zé)岜美鋮s

具體來看，由于奧迪e-tron電動SUV配備了智能熱泵熱管理系統(tǒng)，因此它能夠在充電和行車模式下分別按照具體行車工況進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。

當(dāng)車輛處于充電狀態(tài)時，系統(tǒng)判斷如果為交流充電，則通過熱泵熱交換器（Chiller）對兩組車載充電器和電池進(jìn)行散熱。如果為直流充電，則根據(jù)電池工作溫度使用低溫冷卻管路（低于35 °C時）或者熱泵熱交換器（高于35 °C時）進(jìn)行冷卻。當(dāng)電池溫度低于零下10 °C時，加熱循環(huán)管路會迅速地將電池加熱至合適的充電溫度。


奧迪e-tron充電模式下熱管理

當(dāng)車輛處于行車狀態(tài)時，系統(tǒng)根據(jù)電池工作溫度使用低溫冷卻管路（低于35 °C時）或者熱泵熱交換器（高于35 °C時）進(jìn)行冷卻。于此同時，冬天時熱泵熱管理系統(tǒng)將電驅(qū)動系統(tǒng)冷卻循環(huán)管路中的余熱在通過熱交換器中傳至空調(diào)循環(huán)管路中的制冷劑中。制冷劑在空調(diào)壓縮機(jī)中被壓縮，從而把先前已吸收的余熱升到一個更高的溫度。熱的制冷劑將熱泵工作模式的熱交換器中的熱能傳至車內(nèi)加熱循環(huán)管路。


奧迪e-tron行車模式下熱管理

綜上，今天小星帶著大家一起分析了奧迪e-tron純電熱泵熱管理系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，希望能幫助大家進(jìn)一步了解這款非常有競爭力的純電車型和極具特色的熱管理系統(tǒng)。