大众ID.4高电压系统详解(下)

◆文/北京 冯永忠

四、电机电力和控制电子装置JX1

电机电力和控制电子装置JX1位于三相电流驱动电机上方，如图20所示。电机电力和控制电子装置JX1的电压范围为150～475V，最大电流为450A，频率为9～10Hz，该元件有一个集成电容器，这就是高压系统断电时需要进行二次电压检查的原因。

电机电力和控制电子装置JX1的组成元件包括：①电机驱动控制装置J841；②电磁兼容与抑制滤波器；③驱动电机逆变器A37；④中间电路电容器C25；⑤电机V141连接电缆；⑥冷却液接头。如图21所示。

电机电力和控制电子装置JX1使用三相电流驱动电机VX54中的低温冷却回路进行冷却。电机电力和控制电子装置JX1是新设计的，提高了载流能力和连续性输出。它与三相电流驱动电机VX54之间有一个水密连接，可以分别更换。电机电力和控制电子装置JX1和三相电流驱动电机VX54是各自独立的单元，对于任何维修步骤，装配时必须进行气密性测试。电机电力和控制电子装置JX1中的任何元件都不能单独更换。

电机控制装置J841位于电机电力和控制电子装置JX1内部，无法单独更换。它的功能包括执行驾驶员的请求、监测三相电流电机温度、识别转子位置。电机控制装置J841连接电机温度传感器G712和电机转子位置传感器G713。它调节和监控三相电流电机，并控制三相交流电压驱动电机的DC/AC转换器A37，如图22所示。

电机控制装置J841使用电机转子位置传感器G713确定电机V141转子的转速和位置。这些信号数据用于精确启动电机，电机温度传感器G712用于判断电机V141的温度，电机控制装置J841中的内部温度传感器判断电机电力和控制电子装置JX1中的元件温度。

五、动力蓄电池充电器AX4

动力蓄电池充电器AX4输入电压为78～272V，两相电，输入电流为16～50A，输出电压为220～470V，最大交流充电容量为7.2～11kW，效率为94%，工作温度范围在-40～65℃。

动力蓄电池充电器AX4安装在车辆后部，它将交流电转换为直流电，向动力蓄电池充电。动力蓄电池充电器由动力蓄电池充电器控制装置J1050进行调节，蓄电池充电器控制装置J1050监控和调节充电过程。直流充电过程也由蓄电池充电器控制装置J1050监控和调节。82kWh蓄电池的最大直流充电功率为125kW。动力蓄电池充电器AX4如图23所示。

直接连接动力蓄电池充电器AX4的元件包括高压充电门锁调节器F496、充电口的LED模块L263、高压充电接头锁调节器F498、带充电口温度传感器G853的动力蓄电池充电口1、充电口温度传感器G1151、充电口温度传感器G1152。

六、高电压加热器(PTC)ZX17

高电压加热器(PTC)ZX17的额定电压为150～475V，激活0～100%，最大输入功率为6kW，最大输入电流为21A，质量为1.9kg，交流/直流绝缘＞10MΩ，通信LIN总线，如图24所示。

高电压加热器(PTC)ZX17安装在ID.4的空调箱内，加热车内空气，并通过脉宽调制(PWM)实现无级变化。高压加热器有自己的高电压加热器(PTC)控制装置J848，由暖风和空调控制电脑J979通过LIN总线进行控制和监控。

七、PTC加热器元件Z132

PTC 加热器元件Z13 2 额定电压为15 0～475 V，激活0～100%，最大功率功耗为5.5kW，最大输入电流为30A，通信LIN总线，如图25所示。

PTC加热器元件Z132安装在车辆前部，它加热动力蓄电池的冷却液，并使用脉宽调制(PWM)无级变化。温度传感器位于冷却液入口和出口处。PTC加热器元件Z132通过LIN总线连接蓄电池调节控制装置J840。

八、电压转换器A19

电压转换器A19额定输入电压为150～475V，12V充电功率为3kW。电压转换器A19位于车辆前部，为12V电气系统供电。电压转换器A19使用双向操作对电机电力和控制电子装置JX1中的中间电路电容器C25进行充电和放电。这就是为什么它是补充动力蓄电池AX2的额外高压电源。还必须对电压转换器A19进行检查，以确保它在高压系统停用时断电。电压转换器A19由冷却液冷却，如图26所示。

电压转换器A19的双向操作仅用于对电机电力和控制电子装置JX1的中间电路电容器进行充电和放电。无法给动力蓄电池充电。

九、电动空调压缩机VX81

电动空调压缩机VX181使用涡旋型压缩机，电压为195～470V，转速为600～8 600r/min，最大功耗为5.5kW，环境温度在-5～70℃时，空调模式运转。能够在-40～70℃之间的环境温度下通信，使用R1234yf或R744制冷剂，如图27所示。

十、动力蓄电池热量管理

ID.4中的所有动力蓄电池都有一个主动热量管理系统。铝制散热器位于蓄电池壳体外部。这可防止冷却液与蓄电池外壳内的高压元件接触。动力蓄电池模块通过导热贴连接至蓄电池壳体的底座。铝制散热器还通过导热贴连接到壳体底座。坚固的铝制车底护板可防止散热器受到机械损坏，如图28所示。

冷却液温度传感器直接连接到蓄电池调节控制装置J840。控制装置使用传感器信号调节动力蓄电池冷却液泵V590。

蓄电池冷却不仅发生在车辆行驶时，还可在充电过程中激活。这明显降低了蓄电池温度的升高，尤其是在使用直流充电时。这样允许更快的充电速度，即使是重复充电过程。

动力蓄电池可以主动冷却和加热。这取决于蓄电池内部温度。蓄电池内部温度低于8℃时，通过加热元件(PTC)Z132进行加热；充电期间，蓄电池内部温度高于30℃时，通过冷凝器进行冷却；车辆行驶，蓄电池内部温度高于35℃时，通过冷凝器进行冷却。动力蓄电池可以主动冷却和加热也可以集成在低温冷却回路中，不同的操作状态如下所示。

1.不带热泵的冷却液回路

当温度为15℃或更高时，节温器打开，允许冷却液流向散热器。混合阀可用于将蓄电池集成到低温电路中，或在带有加热元件(PTC)Z132的单独回路中保持正确的温度。

蓄电池调节控制装置J840控制动力蓄电池的热量管理。在不带热泵的配置中，它调节动力蓄电池加热的混合阀V683和动力蓄电池冷却液泵V590。低温回路冷却液泵V468始终由发动机控制电脑J623激活，如图29所示。

2.带热泵的冷却液回路

ID.4对带热泵的冷却液回路已经进行了调整，包括用于动力蓄电池预热的混合阀V696。冷凝器和加热元件(PTC)Z132现在安装在冷却液回路的分支中，可以单独控制。这是必要的，以便在热泵运行时单独启动冷凝器，同时使用加热元件(PTC)加热Z132蓄电池。

蓄电池调节控制装置J840控制动力蓄电池的热量管理。在配备热泵的车型中，它调节动力蓄电池加热的混合阀V683、动力蓄电池加热的混合阀V696和动力蓄电池冷却液泵V590。低温回路冷却液泵V468始终由发动机控制电脑J623激活，如图30所示。下面显示几种加热和冷却模式。

3.带热泵车辆的冷却和加热六种模式

此时节温器温度低于15℃，蓄电池温度8～35℃，热泵无需求。节温器打开散热器旁通阀，用于动力蓄电池预热的混合阀V696启动最低可能的低温冷却回路。当热泵工作时，低温回路冷却液泵V468启动，同时使用加热元件(PTC)Z132加热蓄电池，如图31所示。

此时节温器温度低于15℃，蓄电池温度低于8℃，热泵无需求。对于动力蓄电池加热，启动最低可能的低温冷却回路。节温器打开散热器旁通阀，用于动力蓄电池预热的混合阀V696启动最低可能的低温冷却回路。两个冷却液泵均已启动,如图32所示。

此时节温器温度低于15℃，蓄电池温度8～35℃，热泵无需求。节温器关闭散热器旁通阀，接着动力蓄电池加热的混合阀V696启动最低可能的低温冷却回路。只有低温回路冷却液泵V468被激活。如图33所示。

此时节温器温度低于15℃，车辆运行时，蓄电池温度高于35℃；充电时，蓄电池温度高于30℃，热泵无需求。节温器关闭散热器旁通，然后用于动力蓄电池加热的混合阀V696启动最低可能的低温冷却回路。用于动力蓄电池预热的混合阀V683启动蓄电池冷却液回路。两个冷却液泵均已启动，如图34所示。

此时节温器温度高于15℃，蓄电池温度高于30℃，热泵无需求。节温器关闭散热器旁通，然后用于动力蓄电池加热的混合阀V696打开与蓄电池的连接。用于动力蓄电池预热的混合阀V683启动蓄电池冷却液回路。两个冷却液泵均已启动，如图35所示。

此时节温器温度高于15℃，蓄电池温度8～30℃，热泵有需求。节温器关闭散热器旁通，然后用于动力蓄电池加热的混合阀V696打开与蓄电池的连接。用于动力蓄电池加热的混合阀V683激活蓄电池加热回路。只激活低温回路冷却液泵V468，如图36所示。