大众PHEV高压电控系统结构组成及控制原理

青岛润众汽车销售服务有限公司 秦心开

1 大众PHEV简介

大众PHEV采用并联式混合动力驱动装置（P2-HEV），可以实现纯电动模式、混合动力模式、充电模式、运动模式（GTE）等多种驾驶模式。车辆起动时，首先以纯电动模式工作，驾驶人可以通过换挡杆旁的“E-MODE”按键切换纯电动模式、混合动力模式和充电模式，同时信息娱乐显示屏上也会相应地显示当前选择的驾驶模式。驾驶人也可以直接按下“GTE”按键，使车辆进入运动模式。

大众PHEV的驱动系统主要由1.4 L TSI发动机、驱动电动机、双离合变速器和高压蓄电池组成，其中1.4 L TSI发动机和驱动电动机可以一起提供最大约160 kW的功率输出，并能够产生400 N·m的最大转矩。在纯电模式下，最高时速可达到130 km/h。根据车型不同，纯电动模式下，续航里程可达50 km~70 km；当燃油箱（50 L）加满燃油，车辆最大续航里程可达1 100 km以上。

2 高压电控系统

大众PHEV的高压电控系统（图1）主要由高压蓄电池充电器、驱动电动机、驱动电动机功率控制电子装置、高压蓄电池、电动空调压缩机、高压电控系统加热装置（PTC）组成。

图1 高压电控系统组成

2.1 驱动电动机功率控制电子装置

驱动电动机功率控制电子装置（图2）的作用是控制驱动电动机工作，同时控制12 V蓄电池充电和车载电网的供电。同时，它还是高压蓄电池充电器与高压蓄电池之间的连接部件。驱动电动机功率控制电子装置集成了驱动系统控制器单元、空调压缩机熔丝、驱动电动机逆变器、12 V DC/DC变压器、中间电路电容器、高电压导线的接口、12 V车载电网接口、冷却液接口等零部件。

图2 驱动电动机功率控制电子装置

2.2 高压蓄电池充电器

高压蓄电池充电器（图3）安装在发动机室内，任务是将加载的交流电转换为直流电，从而给高压蓄电池充电。内部集成了高压蓄电池充电控制单元，通过“整流”和“变压”2个环节，将220 V交流电转换为直流电，对高压蓄电池进行充电。内置的功率分配器可以使高压蓄电池充电器为电动空调压缩机和PTC进行供电，因此，在充电过程中也可以使用空调。

图3 高压蓄电池充电器接口

使用车载便携式充电器或充电桩对PHEV车辆充电时，车载便携式充电器或充电桩与高压蓄电池充电控制单元建立通信后，高压蓄电池充电接口旁的的绿色充电指示灯点亮，表示开始向高压蓄电池充电。

2.3 驱动电动机

驱动电动机采用的是永磁同步电动机，它安装于1.4 L TSL发动机与双离合变速器之间，主要由散热器、电动机、分离离合器K0及支持环组成（图4）。驱动电动机可以作为车辆独立的驱动源，也可以与发动机结合驱动，为车辆提供混合动力，主要技术参数如表1所列。

表1 驱动电动机技术参数

图4 驱动电动机的结构组成

2.4 高压蓄电池

高压蓄电池安装在车辆后部，是由蓄电池模块（由8个串联模组构成）、高压蓄电池开关盒、蓄电池调节控制单元及高压蓄电池冷却元件组成的三元锂电池总成（图5），电池容量约为37 A·h，额定电压约为352 V，总能量13 kW·h，并带有冷却功能。

图5 高压蓄电池结构

蓄电池调节控制单元是高压蓄电池开关盒的主控制器，蓄电池调节控制单元结合高压蓄电池开关盒可执行以下功能：监控纵联线路；分析碰撞信号；调节高压蓄电池温度；控制锁定继电器；测量锁定继电器前后的电压；分析电流传感器信号；检测并分析蓄电池电压；检测并分析蓄电池单元格电压；检测模块温度；平衡蓄电池单元格电压；监测绝缘电阻。

高压蓄电池开关盒负责对绝缘电阻进行监控，当检测绝缘电阻无异常后，向蓄电池调节控制单元发送充电许可信息。

2.5 高压电控系统加热装置

由于在纯电动模式下行驶时，发动机不工作，无法为冷却液提供热量，此时需要高压电控系统加热装置（PTC，图6）加热冷却液，使空调为车内提供暖风。PTC通过一条高压线路与高压蓄电池充电器相连。

图6 高压电控系统加热装置（PTC）

2.6 电动空调压缩机

电动空调压缩机（图7）由一个固定涡旋盘和一个旋转涡旋盘组成，两者彼此贴合。通过电动机驱动的旋转涡旋盘进行螺旋线的偏心运转，该偏心运转产生的螺旋造成了多个越来越小的空间，从而空间内的制冷剂得以压缩（图8）。

图7 电动空调压缩机

图8 电动空调压缩机工作原理示意图

3 结语

随着技术的成熟和国家政策的助推，用户对新能源汽车的接受度也越来越高，新能源汽车也将成为汽车市场中重要的组成部分。大众PHEV车系是大众在国内推出的首款新能源汽车，除了采用了不同的动力系统外，PHEV在车身结构、空调系统、制动系统等方面，均与普通车型有或多或少的不同。