關(guān)于整車熱管理，之前的文章分享過其發(fā)展(回送門：純電車的整車熱管理需求，發(fā)展歷程)。熱泵空調(diào)憑借其制熱效能高，同時(shí)還可以與動(dòng)力電池、電機(jī)及電機(jī)控制器等互聯(lián)形成智能化的熱管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整車熱量的綜合利用。被各大主機(jī)廠廣泛使用。

下面以比亞迪海豚為例，來(lái)理一理其熱泵空調(diào)技術(shù)。

海豚的熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要由電動(dòng)空調(diào)壓縮、電子風(fēng)扇、電機(jī)散熱器、車外冷凝器、車內(nèi)冷凝器與車內(nèi)蒸發(fā)器、動(dòng)力電池直冷直熱板、氣液分離器、熱管理集成模塊以及板式換熱器等組成，如下圖所示。制冷劑為R134a。熱管理集成模塊上集成了6個(gè)電磁閥、3個(gè)電子膨脹閥以及9個(gè)制冷劑管接頭。

圖2 海豚熱泵空調(diào)系統(tǒng)

海豚的熱泵系統(tǒng)中的閥島設(shè)計(jì)采用了類似特斯拉集成化，比亞迪對(duì)冷媒回路進(jìn)行了大規(guī)模集成，閥島結(jié)構(gòu)把制冷劑回路大部分控制組件進(jìn)行了集成，實(shí)物和各個(gè)接口的定義如下。

圖3 海豚熱泵閥島

基于圖1，整理出整個(gè)熱泵空系統(tǒng)的原理示意圖，如圖4所示。

圖4海豚車熱泵空調(diào)原理示意圖

其中圖中PT-1、PT-2表示兩個(gè)制冷劑壓力及溫度傳感器，P-1表示制冷劑壓力傳感器，T-1、T-2表示兩個(gè)制冷劑溫度傳感器。

下面來(lái)看下各個(gè)場(chǎng)景下熱泵空調(diào)的運(yùn)行邏輯。

當(dāng)打開空調(diào)系統(tǒng)制熱時(shí)，熱泵空調(diào)系統(tǒng)開啟電動(dòng)壓縮機(jī)，采暖電子膨脹閥工作、水源換熱電磁閥及空調(diào)采暖電磁閥均打開，制冷劑通過車內(nèi)冷凝器放熱，通過板式換熱器吸收驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器等電驅(qū)動(dòng)單元的熱量。極低溫情況下，開啟PTC加熱器輔助加熱，提高熱泵空調(diào)的適用溫度范圍。

空調(diào)制熱時(shí)，制冷劑的流動(dòng)路線為：壓縮機(jī)→車內(nèi)冷凝器→采暖電子膨脹閥→水源換熱電磁閥→板式換熱器→空調(diào)采暖電磁閥→氣液分離器→壓縮機(jī)，如下圖所示。

圖5空調(diào)制熱循環(huán)

當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)制冷時(shí)，熱泵空調(diào)系統(tǒng)開啟電動(dòng)壓縮機(jī)，制冷電子閥膨脹閥工作，空調(diào)制冷磁閥及空氣換熱電磁閥均打開，制冷劑通過車外冷凝器放熱，車內(nèi)蒸發(fā)器吸收車內(nèi)熱量。

空調(diào)制冷時(shí)，制冷劑的流動(dòng)路線為：壓縮機(jī)→車內(nèi)冷凝器→空調(diào)制冷電磁閥→空氣換熱電磁閥→單向閥5→制冷電子膨脹閥→車內(nèi)蒸發(fā)器→單向閥4→氣液分離器→壓縮機(jī)，如下圖所示。

圖6 空調(diào)制冷

當(dāng)?shù)蜏丨h(huán)境下充電，為縮短充電時(shí)間，或者是車輛低溫行駛時(shí)，為改善低溫下整車的動(dòng)力性，熱泵空調(diào)工作對(duì)動(dòng)力電池直接進(jìn)行加熱。此時(shí)，電池電子膨脹閥開啟工作，電池加熱電磁閥、水源換熱電磁閥和空調(diào)采暖暖電子膨脹閥和電池電子膨脹閥同時(shí)開啟工作，水源換熱電磁閥、電池加熱電磁閥及空調(diào)采暖電磁閥均打開，吸收電驅(qū)動(dòng)單元余熱，車內(nèi)冷凝器和動(dòng)力電池直冷直熱板放熱。

圖7 電池加熱

為了防止動(dòng)力電池溫度過高，熱泵空調(diào)工作，對(duì) 動(dòng) 力 電 池 直 接 進(jìn) 行 冷 卻 ；車 輛 行 駛時(shí)，當(dāng)動(dòng)力電池溫度高于設(shè)定值，熱泵空調(diào)也開始工作。此時(shí)，電池電子膨脹閥開啟工作，空調(diào)制冷電磁閥、空氣換熱電磁閥和電池冷卻電磁閥均打開。制冷劑通過車外換熱器放熱，通過動(dòng)力電池直冷直熱板吸熱。

動(dòng)力電池冷卻時(shí)，制冷劑的流動(dòng)路線為：壓縮機(jī)→車內(nèi)冷凝器→空調(diào)制冷電磁閥→空氣換熱電磁閥→單向閥5→單向閥2→電池電子膨脹閥→動(dòng)力電池直冷直熱板→電池冷卻電磁閥→單向閥3→氣液分離器→壓縮機(jī)。

圖8 電池冷卻

最后來(lái)看下熱泵空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)ECU之間的連接，各個(gè)之間的接口就不整理成表格了，直接上圖。