奥迪e-tron纯电热泵热管理系统

在小星介绍了大众ID.4热泵热管理技术细节以后，很多朋友感兴趣其中奥迪e-tron电动SUV热泵和电机电控电池系统的热管理细节。今天就随着小星一起了解一下奥迪e-tron纯电热泵热管理系统吧。


奥迪e-tron纯电热泵热管理系统原理图

奥迪e-tron采用了热泵技术，这个热泵热管理系统包含四个子系统。分别是空调压缩机和热交换器组成的绿色制冷剂循环管路、橘红色加热循环管路、蓝色电驱动系统冷却管路和红色高压蓄电池冷却循环管路。其中制冷剂组成的空调管路需要通过热交换器与传统冷却液管路进行热交换。具体由热泵热交换器和循环阀总成完成，它由制冷剂止回阀、制冷剂截止阀、制冷剂膨胀阀、高压蓄电池热交换器和热泵工作模式热交换器（Chiller）组成。


奥迪e-tron热泵热交换器和循环阀总成

电机冷却系统

前桥和后桥上的电驱装置通过低温循环管路水冷，定子和转子上都有冷却液流过。尤其是附带的转子内部冷却，在持续功率输出和峰值功率方面具有重要意义。在前桥上，功率电子控制器和电机彼此串联在冷却环路中。冷却液首先流经功率电子控制器，然后流经前桥电机内部的“水枪”对转子内部冷却，之后流经定子水套返回循环管路中。在后桥上，冷却液首先流经功率电子控制器，随后流经定子冷却水套之后流经转子内的“水枪”，最后返回循环管路。


奥迪e-tron电动SUV电机冷却系统前桥（左）和后桥（右）

以奥迪e-tron前桥电机为例，它具体由冷却液接口、带有密封件的交流电接口、定子水套、带有两个极对的定子、前部驱动电机温度传感器、转子、搭铁环的银套、转子位置传感器和前部交流驱动装置冷却液温度传感器组成。奥迪e-tron电动SUV动力电机主要特点是转子内部可以充分的液冷。由于采用交流异步驱动方式。转子采用了铝合金鼠笼结构。转子与内部中空的转轴相连。转轴内部流入冷却液为转子降温。由于转子工作在高速旋转状态，因此碳化硅材料的转轴侧面密封环成为其中的关键部件。在保证冷却液密封的同时又能够承受高转速的磨损，具有高强度耐磨特性。


奥迪e-tron电动SUV动力电机组成

电池冷却系统

奥迪e-tron采用了模块化设计车底布置的95kWh锂电池组。它的内部由36个标准子模块构成。电池组由高强度抗冲击铝合金框架作为外壳保护。铝合金框架内从前至后分成了11列，中间9列分别包含3个标准电池子模块，最前和最后一列分别包含2个子模块，第二层包含另5个子模块。电池模块内部采用12片60Ah三元锂电池软包电芯。整个电池组由位于电池组顶部前方的电池管理模块进行电池工作的监测和控制。


奥迪e-tron电动SUV模块化电池组

对于奥迪e-tron的电池液冷系统，它针对不同的工况可在多个不同的冷却环路间切换。首先由于支持IonITY 150kW直流快充系统，其需要更大的冷却能力帮助直流快充状态下的电池组进行良好的散热。奥迪e-tron采用低温冷却管路与前方的大面积热交换器配合为电池底部的铝合金微管散热。奥迪e-tron同时支持由两个水冷高压充电器组成的22kW车载充电系统（目前国内主流正在从6.6kW向11kW发展），并支持车身左右分别配置充电口方便灵活使用。此时的交流充电工况下充电器是主要发热源，它主要由热交换器进行冷却。


奥迪e-tron电动SUV电池冷却液管路冷却

在北方开新能源电动车朋友都知道一到冬天纯电动汽车续航里程大幅降低。造成不敢开空调制热，只能在车厢里忍受严寒的苦恼。奥迪e-tron采用了热泵技术，将整车空调与电池热管理相结合。热泵系统不仅能在低温时给电池组加热，也能够将电池组工作时的废热作为车厢内的热空调热源。在提升冬天用车体验的同时，保证了较少的续航里程衰减。

奥迪e-tron电动SUV电池热泵冷却

具体来看，由于奥迪e-tron电动SUV配备了智能热泵热管理系统，因此它能够在充电和行车模式下分别按照具体行车工况进行灵活调节。

当车辆处于充电状态时，系统判断如果为交流充电，则通过热泵热交换器（Chiller）对两组车载充电器和电池进行散热。如果为直流充电，则根据电池工作温度使用低温冷却管路（低于35 °C时）或者热泵热交换器（高于35 °C时）进行冷却。当电池温度低于零下10 °C时，加热循环管路会迅速地将电池加热至合适的充电温度。


奥迪e-tron充电模式下热管理

当车辆处于行车状态时，系统根据电池工作温度使用低温冷却管路（低于35 °C时）或者热泵热交换器（高于35 °C时）进行冷却。于此同时，冬天时热泵热管理系统将电驱动系统冷却循环管路中的余热在通过热交换器中传至空调循环管路中的制冷剂中。制冷剂在空调压缩机中被压缩，从而把先前已吸收的余热升到一个更高的温度。热的制冷剂将热泵工作模式的热交换器中的热能传至车内加热循环管路。


奥迪e-tron行车模式下热管理

综上，今天小星带着大家一起分析了奥迪e-tron纯电热泵热管理系统的细节，希望能帮助大家进一步了解这款非常有竞争力的纯电车型和极具特色的热管理系统。