2024年3月19日发(作者：僧琬琰)
栏目编辑：高中伟 ******************
新能源汽车
李玉茂 (本刊编委会委员、特约编辑)
中国汽车工程学会认证资深工程师、中国汽车工程学会汽车应用与服务分
会特聘专家，从事汽车维修工作40余年，在大众车系电控系统故障诊断领
域经验丰富。现任北京市工业技师学院汽车技术应用系顾问，清华大学、
北京理工大学师资培训基地汽车专业专家。
纯电动汽车学习入门(十七)
——大众ID.4纯电动汽车(中)
◆文/北京 李玉茂
(接上期)
五、驱动电机VX54
驱动电机VX54与1挡固定传动比变速器组装一体，如图23
所示，安装在车辆后部。VX54最大输出功率150kW，最大输
出转矩310Nm，最大转速1 6000r/min，减速比12.976∶1。
VX54包括三相交流同步电机V141、电机温度传感器G712、转
子位置传感器G713。ID.4双电机四驱车的前桥，采用三相交流
异步电机。
1-转子；2-定子铁芯；3-外壳；4-端盖；5-冷却液接头出口；6-轴承；
7-水套；8-定子绕组。
图24 电机V141
图23 驱动电机VX54
1.电机V141
电机V141如图24所示，主要由转子、定子铁芯、定子绕
组、外壳、水套、端盖、轴承、冷却液接头等组成。定子采用发
夹法制造，单个定子元件看起来像发夹。该电机除了具有自动化
大批量生产的优势外，与定子绕线线圈设计相比，定子具有更好
的散热性能，电机具有更低的自身能量损耗。冷却液先流经电机
控制器JX1，再流经电机V141为其冷却。
1-G712；2-低压插座；3-电机外壳。
图25 温度传感器G712
3.转子位置传感器G713
转子位置传感器G713安装在电机VX54端盖，如图26所
示，信号轮安装在电机转子轴上。亦称旋转变压器，简称旋变，
是一种电磁式传感器，又称同步分解器，功用是测量电机转子位
置、旋转方向和部件公差，电机控制器对该信号解码，获知电机
的转速和转子位置。
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2.电机温度传感器G712
电机温度传感器G712安装在2个定子电磁线圈之间，如
图25所示。G712是负温度系数电阻(NTC)，功用是向电机控
制器提供电机温度信号，用来防止电机过热，当温度达到160℃
时，电机降低输出功率。
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1-G713；2-信号轮。
图26 转子位置传感器G713
六、电机控制器JX1
1的功用
JX1全称是电机电力和电子控制装置，安装在VX54上方，
如图27所示。主要功用是，以IGBT为核心的强电元器件具有
逆变和整流功用，以大规模集成电路为核心的弱电元器件具有
计算和输出指令功用。JX1的工作电压150～475V，最大电流
450A，最小频率9～10Hz。
1-控制单元J841；2-电磁兼容与抑制滤波器；3-逆变器/整流器A37；
4-超级电容器C25；5-U、V、W线排；6-冷却液管路接头；7-外壳；
8-上盖。
图28 电机控制器JX1组成
换器A19对其充电或放电。检修高压电路时，在断开JX1的高压
电插头后，需要对插座端子“高压+”与“高压-”之间验电，如
果电压高于36V必须使用放电工装放电。JX1中的任何元件都不
能单独更换，而只能整体更换。
1的组成
JX1的组成如图28所示，包括：控制单元J841、EMC电
磁兼容与抑制滤波器、逆变器/整流器(IGBT)A37、超级电容器
C25、冷却液管路接头、外壳、上盖等。
JX1是新设计的部件，特点是提高了载流能力和连续性输
出。冷却液流过JX1内部水套为其冷却，JX1与电机VX54之间
有一个水封连接，维修时可以更换水封，装配后必须进行气密性
试验。
JX1内部有一个超级电容器C25(中间电路电容器)，功用是
在电机启动时保持电压稳定。每次高压上电或下电，由DC/DC转
3.控制单元J841
控制单元J841位于电机控制器JX1的内部，如图29所示，
功用是接收电机转子位置传感器G713信号，识别转子位置和转
速，执行驾驶员的请求，输出执行信号给逆变器/整流器A37，精
确控制电机工作。J841接收电机温度G712信号，用于判断电机
V141的温度；接收电机控制器温度信号，用于判断逆变器/整流
器A37的温度；这2个温度值一旦超出正常范围，强行限制电机
输出功率。
1-JX1；2-冷却液进口；3-U、V、W线排；4-定子绕组；5-水套；
6-冷却液出口。
图27 电机控制器JX1
图29 电机控制单元J841
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七、CAN网络拓扑
1.网络拓扑
ID.4车载网络是与MEB平台并行开发的，ICAS的英文全称
是In-Car Application-Server，中文是车载应用服务。ID.4把上
百个控制单元简化为3个域控制器，分别是ICAS1(车辆控制域)、
ICAS2(智能驾驶域)、ICAS3(智能座舱域)。
ICAS1控制单元代码为J533，J533是燃油汽车的网关控制
单元，可见ICAS1具有网关功能。如图30所示，J533连接3条总
线系统：①动力总线系统(Powertrain CAN-bas)，连接J623发
动机/动力控制单元、J841电机控制单元、远程通信控制单元；
②EV总线系统(CAN-EV)，连接J979空调控制单元、J840空调
PTC控制单元、DC/DC转换器A19、J1050车载充电机控制单
元；③显示和操作总线系统(CAN Display and Operation)，连
接R257发动机声浪模拟控制单元。
图32 J623安装位置
总线
①J623通过LIN控制散热器百叶窗控制单元V711，J623
安装在仪表台下方右侧(图32)，原本是燃油汽车发动机控制单
元的代码，在ID.4上用于动力控制；②J979通过LIN控制空调
PTC控制单元J848，以及控制电动压缩机控制单元J842；
③J840通过LIN控制电池PTC加热器Z132，以及控制分控盒
J1208～1210。
八、电动压缩机VX81
电动压缩机VX81如图33所示，安装在前机舱，输入直流
电压195～470V，转速调节范围600～8 600r/min，最大功率
5.3kW。环境温度-5～70℃工作，能够在环境-40～70℃通
J533-ICAS1；J623-发动机/动力控制单元；V711-散热器百叶窗控
制单元；J841-电机控制单元；ID:16788547-远程通信控制单元(一汽
大众服务器地址)；J979-空调控制单元；J848-空调PTC控制单元；
J842-电动压缩机控制单元；J840-BMS控制单元；Z132-电池PTC加
热器；J1208～1210-分控盒；A19-DC/DC转换器；J1050-车载充电
机控制单元；R257-发动机声浪模拟控制单元。
信。采用涡旋式压缩机，加注R1234yf(四氟丙烯)或R744(二氧
化碳)制冷剂。
R744没有毒性，不破坏臭氧层，低温性能好，能够在更低
的温度下吸收更多的热量，可以提高热泵的制热性能。R744工
作压力高，压缩机吸气侧约为3.5MPa，排气侧可达14MPa，压
缩机和制冷循环系统部件必须耐高压和高温。
图30 CAN网络拓扑
2.网络传输速率
动力总线系统、EV总线系统传输速率2Mb/s，显示和操作
总线系统传输速率500kb/s。也就是说，只有简单的执行器采用
500kb/s的速率，例如发动机声浪模拟模块R257(图31)，其他均
采用2Mb/s速率。
九、热泵空调
1.优点和组成
热泵空调可以制冷也可以制热，或者制冷与制热同时进行(除
1-控制单元J842；2-低压插座；3-制冷剂低压接口；4-电机V470；
1-R257；2-声音出口；3-冷凝器。
5-加油口；6-涡旋式压缩机；7-制冷剂高压接口；8-高压插座。
图31 发动机声浪模拟模块R257图33 电动压缩机
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湿模式)，优点是制热与PTC相比节省电能量，延长车辆续航里
程。热泵空调组成如图34所示，包括电动压缩机VX81(集成压
缩机控制单元J842)、空调PTC元件ZX17、空调PTC控制单元
J848、空调控制单元J979和8个电控阀。
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1-热交换器；2-储存器；3-高压管路；4-低压维修阀；5-高压维修阀。
1-电动压缩机；2-室外冷凝器；3-热交换器；4-维修阀；5-8个电控阀；
6-空调箱；7-空调PTC元件Z17；8-室内冷凝器；9-蒸发器。
图36 8个电控阀
低，制冷剂不易蒸发。空调控制单元首先向BMS控制单元发
出：请求开启电池热管理工作模式3(阅读12节)。如图37所示，
ASV3、EXV1、EXV3打开并调节流量，ASV1、ASV2、
ASV4、ASV5、EXV2均关闭。制冷剂走向：压缩机→ASV3→
室内冷凝器→EXV1→蒸发器→EXV3→热交换器→储存器→压
缩机。压缩机迫使高温高压气态制冷剂进入室内冷凝器，由气态
冷凝为液态释放热量，加热驾驶室。高温高压液态通过膨胀阀
EXV3进入热交换器，变为低温低压雾状。经过高压电部件加热
的冷却液，同时进入热交换器中的盘管，热交换器中的制冷剂吸
收热量快速蒸发。
图34 热泵空调组成
空调控制单元J979控制整个空调系统，安装在仪表台下面，
如图35所示。
图35 空调控制单元J979
2.8个电控阀
8个电控阀如图36所示，其中5个(ASV1～5)均为两位两通
开关阀，作用是接通或关闭制冷剂通路。另外3个是电控膨胀阀
(EXV1～3)，均为两位两通流量阀，可调节流量并可接通或关闭
通路。
通过8个电控阀的不同组合方式，实现3种热泵模式和4种制
冷模式。热泵模式的作用是驾驶室制热，包括空气热泵模式(用于
低气温)、空气/水热泵模式(用于很低气温)、冬季热泵模式(用于
极低气温)。制冷模式的作用是驾驶室和电池制冷，包括驾驶室制
冷模式、驾驶室和电池制冷模式、电池制冷模式、制冷和制热模
式(除湿)。下面分别介绍冬季热泵模式和电池制冷模式。
1-电动压缩机；2-室外冷凝器；3-储存器；4-热交换器；5-蒸发器；
6-室内冷凝器；7-PTC加热元件；ASV-电控开关阀；EXV-电控膨胀阀；
p/T-压力/温度传感器；HP-高压维修阀；LP-低压维修阀；下划线-可
调节流量；↑-高温冷却液流入；↓ -低温冷却液流出。
3.冬季热泵模式
在低气温的情况下使用热泵空调制热，室外冷凝器温度过
图37 冬季热泵模式
(未完待续)
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中国汽车工程学会认证资深工程师、中国汽车工程学会汽车应用与服务分
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域经验丰富。现任北京市工业技师学院汽车技术应用系顾问，清华大学、
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(接上期)
五、驱动电机VX54
驱动电机VX54与1挡固定传动比变速器组装一体，如图23
所示，安装在车辆后部。VX54最大输出功率150kW，最大输
出转矩310Nm，最大转速1 6000r/min，减速比12.976∶1。
VX54包括三相交流同步电机V141、电机温度传感器G712、转
子位置传感器G713。ID.4双电机四驱车的前桥，采用三相交流
异步电机。
1-转子；2-定子铁芯；3-外壳；4-端盖；5-冷却液接头出口；6-轴承；
7-水套；8-定子绕组。
图24 电机V141
图23 驱动电机VX54
1.电机V141
电机V141如图24所示，主要由转子、定子铁芯、定子绕
组、外壳、水套、端盖、轴承、冷却液接头等组成。定子采用发
夹法制造，单个定子元件看起来像发夹。该电机除了具有自动化
大批量生产的优势外，与定子绕线线圈设计相比，定子具有更好
的散热性能，电机具有更低的自身能量损耗。冷却液先流经电机
控制器JX1，再流经电机V141为其冷却。
1-G712；2-低压插座；3-电机外壳。
图25 温度传感器G712
3.转子位置传感器G713
转子位置传感器G713安装在电机VX54端盖，如图26所
示，信号轮安装在电机转子轴上。亦称旋转变压器，简称旋变，
是一种电磁式传感器，又称同步分解器，功用是测量电机转子位
置、旋转方向和部件公差，电机控制器对该信号解码，获知电机
的转速和转子位置。
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2.电机温度传感器G712
电机温度传感器G712安装在2个定子电磁线圈之间，如
图25所示。G712是负温度系数电阻(NTC)，功用是向电机控
制器提供电机温度信号，用来防止电机过热，当温度达到160℃
时，电机降低输出功率。
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图26 转子位置传感器G713
六、电机控制器JX1
1的功用
JX1全称是电机电力和电子控制装置，安装在VX54上方，
如图27所示。主要功用是，以IGBT为核心的强电元器件具有
逆变和整流功用，以大规模集成电路为核心的弱电元器件具有
计算和输出指令功用。JX1的工作电压150～475V，最大电流
450A，最小频率9～10Hz。
1-控制单元J841；2-电磁兼容与抑制滤波器；3-逆变器/整流器A37；
4-超级电容器C25；5-U、V、W线排；6-冷却液管路接头；7-外壳；
8-上盖。
图28 电机控制器JX1组成
换器A19对其充电或放电。检修高压电路时，在断开JX1的高压
电插头后，需要对插座端子“高压+”与“高压-”之间验电，如
果电压高于36V必须使用放电工装放电。JX1中的任何元件都不
能单独更换，而只能整体更换。
1的组成
JX1的组成如图28所示，包括：控制单元J841、EMC电
磁兼容与抑制滤波器、逆变器/整流器(IGBT)A37、超级电容器
C25、冷却液管路接头、外壳、上盖等。
JX1是新设计的部件，特点是提高了载流能力和连续性输
出。冷却液流过JX1内部水套为其冷却，JX1与电机VX54之间
有一个水封连接，维修时可以更换水封，装配后必须进行气密性
试验。
JX1内部有一个超级电容器C25(中间电路电容器)，功用是
在电机启动时保持电压稳定。每次高压上电或下电，由DC/DC转
3.控制单元J841
控制单元J841位于电机控制器JX1的内部，如图29所示，
功用是接收电机转子位置传感器G713信号，识别转子位置和转
速，执行驾驶员的请求，输出执行信号给逆变器/整流器A37，精
确控制电机工作。J841接收电机温度G712信号，用于判断电机
V141的温度；接收电机控制器温度信号，用于判断逆变器/整流
器A37的温度；这2个温度值一旦超出正常范围，强行限制电机
输出功率。
1-JX1；2-冷却液进口；3-U、V、W线排；4-定子绕组；5-水套；
6-冷却液出口。
图27 电机控制器JX1
图29 电机控制单元J841
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七、CAN网络拓扑
1.网络拓扑
ID.4车载网络是与MEB平台并行开发的，ICAS的英文全称
是In-Car Application-Server，中文是车载应用服务。ID.4把上
百个控制单元简化为3个域控制器，分别是ICAS1(车辆控制域)、
ICAS2(智能驾驶域)、ICAS3(智能座舱域)。
ICAS1控制单元代码为J533，J533是燃油汽车的网关控制
单元，可见ICAS1具有网关功能。如图30所示，J533连接3条总
线系统：①动力总线系统(Powertrain CAN-bas)，连接J623发
动机/动力控制单元、J841电机控制单元、远程通信控制单元；
②EV总线系统(CAN-EV)，连接J979空调控制单元、J840空调
PTC控制单元、DC/DC转换器A19、J1050车载充电机控制单
元；③显示和操作总线系统(CAN Display and Operation)，连
接R257发动机声浪模拟控制单元。
图32 J623安装位置
总线
①J623通过LIN控制散热器百叶窗控制单元V711，J623
安装在仪表台下方右侧(图32)，原本是燃油汽车发动机控制单
元的代码，在ID.4上用于动力控制；②J979通过LIN控制空调
PTC控制单元J848，以及控制电动压缩机控制单元J842；
③J840通过LIN控制电池PTC加热器Z132，以及控制分控盒
J1208～1210。
八、电动压缩机VX81
电动压缩机VX81如图33所示，安装在前机舱，输入直流
电压195～470V，转速调节范围600～8 600r/min，最大功率
5.3kW。环境温度-5～70℃工作，能够在环境-40～70℃通
J533-ICAS1；J623-发动机/动力控制单元；V711-散热器百叶窗控
制单元；J841-电机控制单元；ID:16788547-远程通信控制单元(一汽
大众服务器地址)；J979-空调控制单元；J848-空调PTC控制单元；
J842-电动压缩机控制单元；J840-BMS控制单元；Z132-电池PTC加
热器；J1208～1210-分控盒；A19-DC/DC转换器；J1050-车载充电
机控制单元；R257-发动机声浪模拟控制单元。
信。采用涡旋式压缩机，加注R1234yf(四氟丙烯)或R744(二氧
化碳)制冷剂。
R744没有毒性，不破坏臭氧层，低温性能好，能够在更低
的温度下吸收更多的热量，可以提高热泵的制热性能。R744工
作压力高，压缩机吸气侧约为3.5MPa，排气侧可达14MPa，压
缩机和制冷循环系统部件必须耐高压和高温。
图30 CAN网络拓扑
2.网络传输速率
动力总线系统、EV总线系统传输速率2Mb/s，显示和操作
总线系统传输速率500kb/s。也就是说，只有简单的执行器采用
500kb/s的速率，例如发动机声浪模拟模块R257(图31)，其他均
采用2Mb/s速率。
九、热泵空调
1.优点和组成
热泵空调可以制冷也可以制热，或者制冷与制热同时进行(除
1-控制单元J842；2-低压插座；3-制冷剂低压接口；4-电机V470；
1-R257；2-声音出口；3-冷凝器。
5-加油口；6-涡旋式压缩机；7-制冷剂高压接口；8-高压插座。
图31 发动机声浪模拟模块R257图33 电动压缩机
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湿模式)，优点是制热与PTC相比节省电能量，延长车辆续航里
程。热泵空调组成如图34所示，包括电动压缩机VX81(集成压
缩机控制单元J842)、空调PTC元件ZX17、空调PTC控制单元
J848、空调控制单元J979和8个电控阀。
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1-热交换器；2-储存器；3-高压管路；4-低压维修阀；5-高压维修阀。
1-电动压缩机；2-室外冷凝器；3-热交换器；4-维修阀；5-8个电控阀；
6-空调箱；7-空调PTC元件Z17；8-室内冷凝器；9-蒸发器。
图36 8个电控阀
低，制冷剂不易蒸发。空调控制单元首先向BMS控制单元发
出：请求开启电池热管理工作模式3(阅读12节)。如图37所示，
ASV3、EXV1、EXV3打开并调节流量，ASV1、ASV2、
ASV4、ASV5、EXV2均关闭。制冷剂走向：压缩机→ASV3→
室内冷凝器→EXV1→蒸发器→EXV3→热交换器→储存器→压
缩机。压缩机迫使高温高压气态制冷剂进入室内冷凝器，由气态
冷凝为液态释放热量，加热驾驶室。高温高压液态通过膨胀阀
EXV3进入热交换器，变为低温低压雾状。经过高压电部件加热
的冷却液，同时进入热交换器中的盘管，热交换器中的制冷剂吸
收热量快速蒸发。
图34 热泵空调组成
空调控制单元J979控制整个空调系统，安装在仪表台下面，
如图35所示。
图35 空调控制单元J979
2.8个电控阀
8个电控阀如图36所示，其中5个(ASV1～5)均为两位两通
开关阀，作用是接通或关闭制冷剂通路。另外3个是电控膨胀阀
(EXV1～3)，均为两位两通流量阀，可调节流量并可接通或关闭
通路。
通过8个电控阀的不同组合方式，实现3种热泵模式和4种制
冷模式。热泵模式的作用是驾驶室制热，包括空气热泵模式(用于
低气温)、空气/水热泵模式(用于很低气温)、冬季热泵模式(用于
极低气温)。制冷模式的作用是驾驶室和电池制冷，包括驾驶室制
冷模式、驾驶室和电池制冷模式、电池制冷模式、制冷和制热模
式(除湿)。下面分别介绍冬季热泵模式和电池制冷模式。
1-电动压缩机；2-室外冷凝器；3-储存器；4-热交换器；5-蒸发器；
6-室内冷凝器；7-PTC加热元件；ASV-电控开关阀；EXV-电控膨胀阀；
p/T-压力/温度传感器；HP-高压维修阀；LP-低压维修阀；下划线-可
调节流量；↑-高温冷却液流入；↓ -低温冷却液流出。
3.冬季热泵模式
在低气温的情况下使用热泵空调制热，室外冷凝器温度过
图37 冬季热泵模式
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