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Taycan 探秘4 整车热管理设计

  汽车电子设计   2020-12-06 次浏览

Taycan的热管理也是非常有特点的,这套系统主要分为制冷、高温、中温和低温回路,可以选配热泵回路,一共五组,本文将就这些内容逐一展开。当然设计这么复杂的热管理系统,相对于原有内燃机跑车来说不是问题,因为超跑的内燃机发热量很大,这套热管理系统都是耗费电能来管理的,主要面向传动系部件、充电单元和高压电池等电动汽车的部件,这里的平衡和取舍,可能有一些值得商榷的地方。

热管理系统整体概览


保时捷的设计中,是需要确保在所有工作条件下车辆的技术部件和乘客都处于最佳和舒服的温度范围。如下图所示,主要分为四个部分:

1. 空调循环:采用空调压缩机、干燥器、空气冷凝器和带膨胀阀的蒸发器的经典制冷回路,对回路新增内部热交换器、高温回路热交换器和扩展的热泵组件阀组,还有与低温回路的热交换器。 

2. 高温回路:主要包括高压加热器、混合阀、高温回路泵、热交换器等,这部分主要是为了车辆需求热量部分,由之前内燃机去除之后高压辅助加热生成热能。 

3. 中温回路:主要包括变速箱、逆变器驱动桥部分的冷却回路,对于冷却的温度要求适中,可以处在一个较高的温度下 

4. 低温回路:电池和快充部分需要工作在一个较低的温度下,所以这里把充电机和电池回路整合在一起


图1 整车热管理的各个部分 


在这里面有一个核心的歧管,由10中不同的冷却回路连接构成,其实有点类似于那个八爪鱼。 


图2 管路连接汇集的部分 


1)制冷回路 

我们首先来看制冷回路,如下所示.制冷剂回路整车主要冷却源,主要负责对乘客舱进行冷却,还可以通过带膨胀阀(激冷器)的热交换器从冷却液回路中主动排出热量。


图3制冷回路概览 


如果选装了热泵系统,空调压缩机提供给制冷剂的能量不会通过空气冷凝器散失,制冷剂的热能通过iCond冷却液冷凝器会释放到高温回路。 


图4 热泵单元 


2)加热回路(高温回路) 

高温回路是热管理系统的主要热源,加热要求较高的时候,通过800V PTC对系统进行加热。高温回路主要用于根据乘客对于温度的设定来调节自己的加热能力,热量还可以通过混合阀向中温和低温回路供热,以便对驱动部件、高压蓄电池和充电基础结构进行预加热或加热。借助制冷剂回路的可选装热泵功能,热能也可以通过iCond冷却液冷凝器从制冷剂回路传输到高温回路。 


图5 高温回路概览 

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动力系统的冷却


                                

这里主要分为电池路径(低温回路)和动力总成路径(中温回路)。 

1) 中温回路 

这部分主要对前桥和后桥驱动部件进行冷却,由于这些部件对温度相对不敏感(不像电池温度不能高,不能低),所以定义为中温回路。 


图6 中温回路概览 


2)低温回路 

低温回路连接高压蓄电池和高压充电器。热能可以通过具有膨胀阀(激冷器)的热交换器直接从低温回路释放到制冷剂回路。低温回路通过转换阀以及具有膨胀阀(激冷器)的热交换器上的接口连接到中温回路。 


图7 低温回路概览 


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