大众ID.4智能空调和热泵系统解析(中)

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2023/08·汽车维修与保养
(接2023年第5期)
四、R134a/R744暖风和空调装置
1.进气箱+分配箱的分体结构
大众ID.4的暖风和空调装置新设计成车前部进气箱和车内分配箱两个部分，这优化了内部空间，如图18和图19所示。

内部加热使用高压加热器PTC加热元件，使用R744制冷剂的车辆，可配备热泵热交换器系统。

图18 前机舱罩下的进气箱
图19 进气箱+分配箱
风门的工作范围列于表3。

左前温度风门VX34包含左侧温度控制风电机位置传感器G220和左侧温度控制风门电机V158，风门转动范围为180°。

表3 风门的工作范围
风门名称左前温度风门VX34除霜风门VX47左前气流分配风门VX93新鲜空
气和循
环空气风
门VX96右前气流分配风门VX94右前温
度风门
VX35
工作范围
180°
120°
340°
340°
340°
180°
文/北京 冯永忠
除霜器风门VX47包含除霜器风门电机位置传感器G135和除霜器风门电机V107，风门转动范围为120°。

左前气流分配风门VX93包含左前气流分配风门电机位置传感器G1105和左前气流分配风门电机V706，风门转动范围为340°。

新鲜空气和循环风门VX96包含新鲜空气/再循环空气背压风门电机位置传感器G644和新鲜空气/再循环空气背压风门V425，风门转动范围为
340°。

注意：新鲜空气鼓风机控制单元J126包含新鲜空气鼓风机V2，但电路中不再单独列出。

高压加热器控制单元J848集成在高压加热器(PTC)Z130中。

2.进气箱+分配箱的分体结构和密封件
导流罩形成外部进气箱和车内空调装置之间的连接，并连接到隔板上，如图20所示。

在空气再循环模式下，车辆内部空气通过进气导流罩和空气再循环风门吸入进气箱。

然后，空气被引导流过过滤器，并被吹回空调装置，并通过风门进行分配。

右前气流分配风门VX94包含右前气流分配风门电机位置传感器G1106和右前气流分配风门电机V707，风门转动范围为340°。

右前温度风门VX35包含右侧温度控制风电机位置传感器G221和右侧温
度控制风门电机V159，风门转动范围为180°。

图20 进气箱+分配箱的分体结构和密封件
3.R744冷却/加热元件
R744加热气体冷却器位于带热泵空调装置的高压加热器PTC前面，如图21所示。

这意味着车辆前端和车辆内部空调总成之间的隔板上有4个螺钉连接。

此区域仅在车辆前端的进气箱已拆下进行维修时可见。

所有4根管路都通向纵梁上的右前阀门单元总成，有些软管的外护套可能需要密封件。

制造商偶尔检查管路内外层之间是否存在泄漏，然后用密封件再次关闭测试孔。

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-CHINA ·August
图21 R744加热气体冷却器
4.高电压加热器(PTC)Z130
高电压加热器(PTC)Z130包括高压加热器(PTC)控制模块J848和高压加热器(PTC)Z115，可以把高电压加热器从副驾驶员侧推入到空调装置中，再安装好，如图22所示。

高电压加热器(PTC)Z130的工作功率为0～6kW，通过空调控制单元以1%的步幅逐步激活。

只有在非常寒冷的天气，且电池管理单元发布功率许可时，才能达到6kW的最大加热功率。

在配备热泵的车辆中，高电压加热器(PTC)Z130充当辅助加热器，并在打开电源开
关重新启动、驾驶员向上调整所需温度以及前风挡需要持续除霜等不同运行模式时，补偿热泵的缓慢反应。

图22 高电压加热器(PTC)Z130
5.车内二氧化碳含量传感器G929
二氧化碳含量传感器G929安装在暖风和空调装置的下部区域，拆下通道盖板后，可以拆卸，如图23所示。

3个连接针脚分
配给接线端子30和31，中间分配给LIN总线2，如图24所示。

信
息从二氧化碳含量传感器G929传输到空调控制单元，然后再传
输到车用服务器。

图24 二氧化碳含量传感器G929
工作原理：传感器采用非色散红外吸收法进行工作，红外线辐射在测量通道中，从红外线辐射源射向过滤器和探测器，如图25所示。

每个气体分子都具有吸收特定波长的特性。

对于二氧化碳，波长为4.3μm。

光学过滤器对探测器的测量信号进行清晰化处理，从而使其可以更有针对性地测量特定波长的辐射强度。

入射辐射强度越低，汽车内部空间的二氧化碳浓度越高。

图25 二氧化碳含量传感器G929工作原理
6.冷却/加热气流分配
暖风和空调装置剖面图如图26所示，进气口位于图中左侧。

用作新鲜或循环空气的空气从车身前部进气箱进入并流过蒸发器。

根据需要将空气冷却并干燥，然后在混合区与热空气混合并分配。

在加热模式下，空气可以通过高电压加热器或R744加热气体冷却器加热。

或在组合运行模式下，通过这2个元件加热到所需温度。

图23 二氧化碳含量传感器G929位置图26 暖风和空调装置剖面图
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7.鼓风电机
新鲜空气鼓风机由电机V2和新鲜空气鼓风机控制单元J126组成(深蓝色)，如图27所示。

新鲜或循环空气由鼓风机从下方通过相应的进气口和汽车内部空间过滤器吸入，然后在壳体中被压入汽车内部空间的分配箱中。

整个进气箱位于电机舱前部，降低了汽车内部空间的噪音。

鼓风机4针电气接头接线端31针脚A1连
至轮罩左前接地点，针脚A2未使用，接线端30针脚A3连接熔丝架C上的熔丝SC1(30A)，LIN总线针脚A4连接暖风和空调装置控制单元。

图27 鼓风电机
8.车内空气过滤器
车内空气过滤器的盖板可以解锁并取下，然后更换过滤器。

进气箱中的过滤器支架用于安装2个过滤器。

在中国安装2个车内空气过滤器，其中一个过滤器是活性炭过滤器，另一个是颗粒过滤器，其他国家安装一个净化空气过敏源过滤器，如图28所示。

图28 车内空气过滤器
9.散热器卷帘
大众汽车模块化电驱动平台的所有车型都配置散热器卷帘，如图29所示。

散热器卷帘位于冷却液散热器和冷凝器(R134a)或车前部气体冷却器(R744)之间。

在关闭状态下，卷帘改善了车辆的空气阻力系数。

根据空调、热泵、电机或动力电池冷却的要求，打开散热器卷帘。

根据冷却要求，以4种不同的调节转速移动到工作路径的2%～98%之间的位置。

在正常运行状态下，卷帘从上到下的整个滚动过程大约需要50s。

如果散热器卷帘出现紧急冷却要求，织物杆的转速可以从8r/min增加到
9r/min。

驱动电机可以单独更换，更换电机后，必须重新初始化电机，以匹配0和100％限位位置。

除更换电机外，不允许对卷帘系统进行维修。

五、
带动力电池冷却系统的制冷剂循环回路
1.R134a制冷剂的标准装备概述
采用R134a作为制冷剂的标准装备包括电动空调压缩机V454、空调压缩机控制单元J842、带干燥剂滤芯的冷凝器、带热力膨胀阀的蒸发器、动力电池热交换器、电动膨胀阀N636、暖风和空调装置的制冷剂截止阀V424、制冷剂压力传感器G805、制冷剂压力和温度传感器G395、高电压加热器(PTC)Z130、高电压加热器控制单元J848，如图30所示。

电动膨胀阀控制动力电池热交换器的冷却。

不启用空调运行模式，也可以在汽车内部空间实现动力电池冷却。

因为通过打开和关闭制冷剂截
止阀，可以控制流入蒸发器的制冷剂。

图30 R134a制冷剂的标准装备概述
2.电动空调压缩机V454
电动压缩机安装在电机舱右前方的支架上，减少了从压缩机传递到汽车内部空间的噪声。

电动空调压缩机为螺旋式或涡旋式压缩机，如图31所示。

旋转螺旋的偏心运动，连续压缩制冷剂，并使制冷剂向中心移动，制冷剂在高压下排出。

压缩机转速决定泵送的冷却液量。

电动空调压缩机V454的技术数据列于表4。

图29 散热器卷帘
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表4 电动空调压缩机V454的技术数据排量33cm ³制冷剂R134a 电机类型永磁同步电机最大电机功率 4.4kW 压缩机最大功率消耗 5.5kW 功能性转速范围600～8 600r/min
额定输入电压400V 功能性电压范围
195～470V
环境温度在-28～70℃范围内可以运行空调总注油量
120cm ³，冷冻机油N052535A0
具有排放监测的泄压阀排放压力约为41bar ，关闭压力约为36.4bar
通常涡旋压缩机不易阻塞。

如果涡旋压缩机轴不能旋转，则压缩机控制装置会识别为阻塞并关闭压缩机。

更换电动空调压缩机后，必须使用汽车故障诊断仪执行“匹配空调压缩机”和“压缩机初始运行”功能。

3.暖风和空调装置的制冷剂截止阀V424
制冷剂截止阀是一个电磁阀，断电时会打开。

如果电磁线圈通电，切断空调装置蒸发器的制冷剂供给，如图32所示。

工作电压为直流电9～16V，平均工作温度为-40～80℃。

由于无需通
过蒸发器循环回路泵送不必要的制冷剂，因此可以优化动力电池冷却阶段的能耗。

滑阀箱上有一个箭头，用于定义流动方向和阀门的安装位置。

4.动力电池热交换器
动力电池热交换器也称为冷却器，位于车辆的右前方，如图33所示。

热交换发生在高电压元件的制冷剂回路和冷却液回路
之间。

动力电池的热交换器与电动膨胀阀N636组合使用，可以主动冷却动力电池、驱动电机、电力电子装置等高电压元件。

在不同的操作模式下，对动力电池进行冷却。

充电时，动力电池温
度高于30℃时，通过冷却器主动冷却。

在行驶模式下，如果动力电池温度高于35℃，通过冷却器主动冷却。

图33 动力电池热交换器
5.电动膨胀阀N636
电动膨胀阀N636与球阀类似。

根据旋转角度，会有或多或少的制冷剂膨胀到动力电池热交换器中，如图34所示。

在带有吸入侧制冷剂压力和温度传感器G395的调节回路中，针对每种冷却要求调节该电动膨胀阀的横截面。

阀门的工作压力为45bar，高压和低压侧之间的可切换压差约为30bar。

图34 电动膨胀阀N636
6.制冷剂压力传感器G805
制冷剂压力传感器G805与空调循环回路中的其他传感器一样，如图35所示。

正极针脚3和负极针脚1位于3针插接器上。

LIN总线导线位于中间针脚2，LIN总线与暖风和空调装置控制单元J979相连。

管路接口中有一个止回阀，因此可以在不吸出制冷剂的情况下，更换制冷剂压力传感器。

(未完待续)
图31 电动空调压缩机
图32 制冷剂截止阀图35 制冷剂压力传感器G805。