纯电动汽车学习入门(十七)——大众ID.4纯电动汽车(中)

2024年2月7日发(作者：宝骏530车怎么样)

栏目编辑：高中伟 ******************新能源汽车李玉茂 (本刊编委会委员、特约编辑)中国汽车工程学会认证资深工程师、中国汽车工程学会汽车应用与服务分会特聘专家，从事汽车维修工作40余年，在大众车系电控系统故障诊断领域经验丰富。现任北京市工业技师学院汽车技术应用系顾问，清华大学、北京理工大学师资培训基地汽车专业专家。

纯电动汽车学习入门(十七)——大众ID.4纯电动汽车(中)◆文/北京李玉茂(接上期)五、驱动电机VX54驱动电机VX54与1挡固定传动比变速器组装一体，如图23所示，安装在车辆后部。VX54最大输出功率150kW，最大输出转矩310Nm，最大转速1 6000r/min，减速比12.976∶1。VX54包括三相交流同步电机V141、电机温度传感器G712、转子位置传感器G713。ID.4双电机四驱车的前桥，采用三相交流异步电机。1-转子；2-定子铁芯；3-外壳；4-端盖；5-冷却液接头出口；6-轴承；7-水套；8-定子绕组。图24 电机V141图23 驱动电机VX541.电机V141电机V141如图24所示，主要由转子、定子铁芯、定子绕组、外壳、水套、端盖、轴承、冷却液接头等组成。定子采用发夹法制造，单个定子元件看起来像发夹。该电机除了具有自动化大批量生产的优势外，与定子绕线线圈设计相比，定子具有更好的散热性能，电机具有更低的自身能量损耗。冷却液先流经电机控制器JX1，再流经电机V141为其冷却。1-G712；2-低压插座；3-电机外壳。图25 温度传感器G712

2.电机温度传感器G712电机温度传感器G712安装在2个定子电磁线圈之间，如图25所示。G712是负温度系数电阻(NTC)，功用是向电机控制器提供电机温度信号，用来防止电机过热，当温度达到160℃时，电机降低输出功率。2023/04·汽车维修与保养53

新能源汽车

栏目编辑：高中伟 ******************1-G713；2-信号轮。图26 转子位置传感器G713六、电机控制器1的功用JX1全称是电机电力和电子控制装置，安装在VX54上方，如图27所示。主要功用是，以IGBT为核心的强电元器件具有逆变和整流功用，以大规模集成电路为核心的弱电元器件具有计算和输出指令功用。JX1的工作电压150～475V，最大电流450A，最小频率9～10Hz。1-控制单元J841；2-电磁兼容与抑制滤波器；3-逆变器/整流器A37；4-超级电容器C25；5-U、V、W线排；6-冷却液管路接头；7-外壳；8-上盖。图28 电机控制器JX1组成换器A19对其充电或放电。检修高压电路时，在断开JX1的高压电插头后，需要对插座端子“高压+”与“高压-”之间验电，如果电压高于36V必须使用放电工装放电。JX1中的任何元件都不能单独更换，而只能整体更换。1的组成JX1的组成如图28所示，包括：控制单元J841、EMC电磁兼容与抑制滤波器、逆变器/整流器(IGBT)A37、超级电容器C25、冷却液管路接头、外壳、上盖等。JX1是新设计的部件，特点是提高了载流能力和连续性输出。冷却液流过JX1内部水套为其冷却，JX1与电机VX54之间有一个水封连接，维修时可以更换水封，装配后必须进行气密性试验。

JX1内部有一个超级电容器C25(中间电路电容器)，功用是在电机启动时保持电压稳定。每次高压上电或下电，由DC/DC转3.控制单元J841控制单元J841位于电机控制器JX1的内部，如图29所示，功用是接收电机转子位置传感器G713信号，识别转子位置和转速，执行驾驶员的请求，输出执行信号给逆变器/整流器A37，精确控制电机工作。J841接收电机温度G712信号，用于判断电机V141的温度；接收电机控制器温度信号，用于判断逆变器/整流器A37的温度；这2个温度值一旦超出正常范围，强行限制电机输出功率。1-JX1；2-冷却液进口；3-U、V、W线排；4-定子绕组；5-水套；6-冷却液出口。图27 电机控制器JX1 图29 电机控制单元J84154-CHINA·AprilCopyright?博看网. All Rights Reserved.

栏目编辑：高中伟 ******************新能源汽车七、CAN网络拓扑1.网络拓扑ID.4车载网络是与MEB平台并行开发的，ICAS的英文全称是In-Car Application-Server，中文是车载应用服务。ID.4把上百个控制单元简化为3个域控制器，分别是ICAS1(车辆控制域)、ICAS2(智能驾驶域)、ICAS3(智能座舱域)。ICAS1控制单元代码为J533，J533是燃油汽车的网关控制单元，可见ICAS1具有网关功能。如图30所示，J533连接3条总线系统：①动力总线系统(Powertrain CAN-bas)，连接J623发动机/动力控制单元、J841电机控制单元、远程通信控制单元；②EV总线系统(CAN-EV)，连接J979空调控制单元、J840空调PTC控制单元、DC/DC转换器A19、J1050车载充电机控制单元；③显示和操作总线系统(CAN Display and Operation)，连接R257发动机声浪模拟控制单元。图32 J623安装位置

总线①J623通过LIN控制散热器百叶窗控制单元V711，J623安装在仪表台下方右侧(图32)，原本是燃油汽车发动机控制单元的代码，在ID.4上用于动力控制；②J979通过LIN控制空调PTC控制单元J848，以及控制电动压缩机控制单元J842；③J840通过LIN控制电池PTC加热器Z132，以及控制分控盒J1208～1210。八、电动压缩机VX81电动压缩机VX81如图33所示，安装在前机舱，输入直流电压195～470V，转速调节范围600～8 600r/min，最大功率5.3kW。环境温度-5～70℃工作，能够在环境-40～70℃通J533-ICAS1；J623-发动机/动力控制单元；V711-散热器百叶窗控制单元；J841-电机控制单元；ID:16788547-远程通信控制单元(一汽大众服务器地址)；J979-空调控制单元；J848-空调PTC控制单元；J842-电动压缩机控制单元；J840-BMS控制单元；Z132-电池PTC加热器；J1208～1210-分控盒；A19-DC/DC转换器；J1050-车载充电机控制单元；R257-发动机声浪模拟控制单元。信。采用涡旋式压缩机，加注R1234yf(四氟丙烯)或R744(二氧化碳)制冷剂。R744没有毒性，不破坏臭氧层，低温性能好，能够在更低的温度下吸收更多的热量，可以提高热泵的制热性能。R744工作压力高，压缩机吸气侧约为3.5MPa，排气侧可达14MPa，压缩机和制冷循环系统部件必须耐高压和高温。图30 CAN网络拓扑2.网络传输速率动力总线系统、EV总线系统传输速率2Mb/s，显示和操作总线系统传输速率500kb/s。也就是说，只有简单的执行器采用500kb/s的速率，例如发动机声浪模拟模块R257(图31)，其他均采用2Mb/s速率。九、热泵空调1.优点和组成热泵空调可以制冷也可以制热，或者制冷与制热同时进行(除1-控制单元J842；2-低压插座；3-制冷剂低压接口；4-电机V470；1-R257；2-声音出口；3-冷凝器。5-加油口；6-涡旋式压缩机；7-制冷剂高压接口；8-高压插座。图31 发动机声浪模拟模块R257图33 电动压缩机Copyright?博看网. All Rights Reserved.

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新能源汽车湿模式)，优点是制热与PTC相比节省电能量，延长车辆续航里程。热泵空调组成如图34所示，包括电动压缩机VX81(集成压缩机控制单元J842)、空调PTC元件ZX17、空调PTC控制单元J848、空调控制单元J979和8个电控阀。栏目编辑：高中伟 ******************

1-热交换器；2-储存器；3-高压管路；4-低压维修阀；5-高压维修阀。1-电动压缩机；2-室外冷凝器；3-热交换器；4-维修阀；5-8个电控阀；6-空调箱；7-空调PTC元件Z17；8-室内冷凝器；9-蒸发器。图36 8个电控阀低，制冷剂不易蒸发。空调控制单元首先向BMS控制单元发出：请求开启电池热管理工作模式3(阅读12节)。如图37所示，ASV3、EXV1、EXV3打开并调节流量，ASV1、ASV2、ASV4、ASV5、EXV2均关闭。制冷剂走向：压缩机→ASV3→室内冷凝器→EXV1→蒸发器→EXV3→热交换器→储存器→压缩机。压缩机迫使高温高压气态制冷剂进入室内冷凝器，由气态冷凝为液态释放热量，加热驾驶室。高温高压液态通过膨胀阀EXV3进入热交换器，变为低温低压雾状。经过高压电部件加热的冷却液，同时进入热交换器中的盘管，热交换器中的制冷剂吸收热量快速蒸发。图34 热泵空调组成空调控制单元J979控制整个空调系统，安装在仪表台下面，如图35所示。图35 空调控制单元J9792.8个电控阀8个电控阀如图36所示，其中5个(ASV1～5)均为两位两通开关阀，作用是接通或关闭制冷剂通路。另外3个是电控膨胀阀(EXV1～3)，均为两位两通流量阀，可调节流量并可接通或关闭通路。通过8个电控阀的不同组合方式，实现3种热泵模式和4种制冷模式。热泵模式的作用是驾驶室制热，包括空气热泵模式(用于低气温)、空气/水热泵模式(用于很低气温)、冬季热泵模式(用于极低气温)。制冷模式的作用是驾驶室和电池制冷，包括驾驶室制冷模式、驾驶室和电池制冷模式、电池制冷模式、制冷和制热模式(除湿)。下面分别介绍冬季热泵模式和电池制冷模式。1-电动压缩机；2-室外冷凝器；3-储存器；4-热交换器；5-蒸发器；6-室内冷凝器；7-PTC加热元件；ASV-电控开关阀；EXV-电控膨胀阀；p/T-压力/温度传感器；HP-高压维修阀；LP-低压维修阀；下划线-可调节流量；↑-高温冷却液流入；↓ -低温冷却液流出。3.冬季热泵模式在低气温的情况下使用热泵空调制热，室外冷凝器温度过图37 冬季热泵模式(未完待续)56-CHINA·AprilCopyright?博看网. All Rights Reserved.

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