大众ID.4智能空调和热泵系统解析(上)

大众ID.4纯电动汽车的智能空调和热泵系统使用电动空调压缩机，一汽大众ID.4 CROZZ和上汽大众ID.4 X标准版空调都使用R134a制冷剂，选装版热泵空调使用二氧化碳R744制冷剂。

由于R134a是目前国内汽车空调应用最广泛的氢氟碳化物制冷
剂，全球升温潜能值(GWP)高达1 430，对其进行削减替代是实现碳达峰、碳中和等目标的关键步骤，主要替代品是二氧化碳R744或R1234yf等制冷剂。

制冷剂的型号铭牌位于前机舱内，R134a制冷剂型号铭牌位置如图1所示，二氧化碳R744制冷剂型号铭牌位置如图2所示。

1-冷冻机油名称；2-制冷剂名称；3制冷剂加注量。

图1 R134a制冷剂的型号铭牌位置
1-冷冻机油名称；2-制冷剂名称；3-制冷剂加注量。

图2 二氧化碳R744制冷剂的型号铭牌位置本文主要介绍汽车空调原理、制冷剂特性、智能空调控制系统、R134a/R744暖风和空调装置、带动力电池冷却系统的制冷剂循环回路、制冷剂R744的热泵、空调装置运行模式、热泵模式等八部分内容。

一、汽车空调原理
大众ID.4标准版空调和动力电池冷却系统，空调制冷使用R134a制冷剂，带动力电池冷却系统的循环回路，如图3所示。

优化续航里程的车型选装热泵空调，使用二氧化碳R744制冷
剂，带动力电池冷却系统的循环回路。

热泵系统通过管路和阀门实现反向转换，实现车内采暖，在热泵采暖模式时，冷凝器发挥蒸发器的作用，而蒸发器发挥冷凝器的作用，如图4和图5所示。

在低温采暖工况下，使用二氧化碳R744热泵系统比高压加热器PTC采暖提升了约30%的续航里程。

文/北京 冯永忠
图3 R134a空调制冷原理图
图4 二氧化碳R744热泵空调制冷原理图
二、制冷剂特性
不同种类制冷剂的特性列于表1。

二氧化碳是热泵中的制冷剂。

二氧化碳的化学式是CO
2
，存在于我们周围的空气中，不会损害地球的臭氧层。

当用作制冷剂时，二氧化碳称为制冷剂R744。

使用二氧化碳R744制冷剂的空调系统的工作压力约为传统制冷剂的10倍。

由于较高的压力以及二氧化碳分子比R134a制冷剂的分子小，制冷剂管路必须更坚固耐压。

每种制冷剂具有不同的全球升温潜能值。

全球升温潜能值是根据1kg气体在一段时间内(通常为100年)相对于1kg二氧化碳的升温潜能计算的，较低的制冷剂全球升温潜能值等于制造商较高的排放信用。

三、智能空调控制系统
1.打开或关闭空调
大众ID.4仪表盘上配置了大触摸屏，如图6所示。

智能空调可以使用大触摸屏或语音控制进行操控。

通过说出唤醒短语“你好，ID”或按下方向盘上的语音按钮，系统很容易激活。

车辆将做出响应，例如“好的”或“你有事吗？”，并对诸如“我感觉冷”之类的语音指令做出直观反应。

新的数字话筒不仅能在打电
话时实现完美的语音识别，还能精确判断驾驶员或乘客是否在讲话，这对于2区智能空调控制系统非常重要。

支持在线识别使指令更加灵活，并允许在自然说话时发出指令。

语音控制可以激活
智能空调菜单和经典空调菜单中的所有功能，以及除霜功能。

“我感觉冷”语句将预设温度降低1℃，“我感觉热”语句将预设温度升高1℃，除非将预选温度设置为低或高。

此时，温度设
置到22℃。

语音控制空调如图7所示。

还可以使用大触摸屏操作智能空调菜单和经典空调菜单中的所有功能。

为了快速操作空调
菜单中的特定功能，大触摸屏下方有一个CLIMA空调触摸键，
点击CLIMA空调触摸键，打开空调，如图8所示。

前风挡除霜和
加热后车窗功能集成到转向柱左侧的灯光和视野组合仪表中，如
图9所示。

图6 大触摸屏
图7 语音控制空调
图8 空调开关按钮
图5 二氧化碳R744热泵空调采暖原理图
图9 前风挡除霜和加热后车窗
2.智能空调菜单
打开空调之后，在大触摸屏上会出现智能空调、经典空调和净化空气三种菜单，在“智能空调”菜单中，有7个功能，始终只有一项功能可以处于激活状态，如图10所示。

“智能空调”菜单的7个功能包括风挡除霜、加热脚部、加热手部、冷却脚部、新鲜空气、快速加热、快速冷却。

其中快速加热和快速冷却是智能空调的新功能，仅在配备热泵的车辆上可使用快速加热。

图10 “智能空调”菜单
3.经典空调菜单
在“经典空调”菜单中，驾驶员可以在大触摸屏上找到熟悉的空调按钮和功能，如图11所示。

如果空调系统处于关闭模式，可以点击CLIMA空调触摸键或车灯视野区的除霜按钮进行激活。

室外温度低于4℃时，雪花符号会出现在大触摸屏左侧。

雪花符号亮起警告湿滑路况，直到外部温度高于6℃。

还可以在大触摸屏上激活和调整方向盘和座椅加热的温度。

4.净化空气菜单
在“净化空气”菜单中，可以打开或关闭净化空气功能，如图12所示。

净化空气系统中具有检测污染物的空气质量传感器和
防止污染物进入客舱的空气过滤器。

在大触摸屏操作菜单中激活净化空气功能时，新鲜空气被吸入，混合和净化一定比例的内部再循环空气，以提供高水平的空气质量。

此外，空气质量传感器
检测环境空气是否被某些有害物质污染。

如有必要，净化空气系统将完全切换到空气再循环模式，以防止其他车辆的废气等污染物进入车内。

5.R744空调故障信息
二氧化碳制冷剂R744空调系统故障信息显示在驾驶舱信息
显示屏上，如图13所示，故障信息与相关提示列于表2。

图13 驾驶舱空调故障信息
(1)空调故障，请前往售后服务特约维修站
识别到二氧化碳传感器故障超过10s，新鲜空气和循环空气风门故障，鼓风机故障。

图11 “经典空调”菜单
图12 “净化空气”菜单
(2)打开车窗给车辆通风
二氧化碳传感器报告汽车内部空间的二氧化碳体积百分比浓度增加了1.5%～2.5%。

(3)通过车窗给车辆紧急通风或离开车辆
二氧化碳传感器报告汽车内部空间的二氧化碳体积百分比浓度增加了2.5%以上。

(4)车辆过热，必须调节温度
车用服务器过热，请求打开空调。

大约80%的车辆计算能力与车用服务器有关，其余控制电脑已成为数据总线连接的输出级。

作为气体，二氧化碳比环境空气重约1.5倍，并聚集在较低区域。

如果几乎没有空气流动，二氧化碳可以在那里停留很长时间。

二氧化碳不是有毒物质。

然而3%～5%较高浓度的二氧化碳会导致人体头痛、头晕和恶心，浓度超过5%的二氧化碳会导致
人体协调技能丧失和失去意识，浓度超过8%的二氧化碳可能导致人体呼吸暂停和死亡。

6.安装位置
(1)暖风和空调装置控制单元J979
暖风和空调装置控制单元J979位于仪表盘下空调大触摸屏的右侧，如图14所示。

拆下手套箱，可以拆下暖风和空调装置控制单元J979，如图15所示。

使用拆卸楔片将暖风和空调装置控制单元J979从支架上松开，然后拉出。

(2)车辆内部温度传感器G1090
车辆内部温度传感器G1090位于中控台的中央通风口和手套箱之间，如图14所示。

车辆内部温度传感器G1090通过LIN总线系统向暖风和空调装置控制单元J979传输数据。

(3)空调装置空气湿度传感器G260和雨量光线传感器G397
空调装置空气湿度传感器G260和雨量光线传感器G397组合在一个元件中，位于前风挡玻璃的后视镜底座饰件后面，如
图16所示。

空调系统的日照水平由光线传感器G397检测。

前风挡玻璃区域的空气通过后视镜饰件上的进气口到达湿度传感器G260。

湿度用于控制自动空气再循环模式。

空调装置空气湿度
传感器G260和雨量光线传感器G397通过LIN总线系统向车载电
源控制模块传输数据。

然后通过数据总线系统，该信息发送到暖
风和空调装置控制单元J979。

(4)除霜气流分配
除霜功能的气流分配通过噪音优化通道集成到仪表盘中，除
霜功能气流被引导到前后区域，如图17所示。

(未完待续)
图17 除霜气流分配
图14 暖风和空调装置控制单元J979和
车内温度传感器G1090位置
图15 拆下暖风和空调装置控制单元J979
图16 空气湿度传感器G260和雨量光线传感器G397。