奧迪e-tron純電動汽車的高電壓部件(上)

◆文/山東 劉春暉

奧迪e-tron的高壓系統(tǒng)中可產(chǎn)生高達(dá)約450V的直流電壓。需要注意的是，即使車輛已停止工作了，高壓系統(tǒng)也可能是帶電的，比如在給高壓蓄電池充電、使用駐車空調(diào)以及高壓蓄電池給12V蓄電池充電等情況下。奧迪e-tron高電壓部件在車上的分布如圖1所示。

一、車上的警示標(biāo)簽

對車輛高壓部件的檢修，只能在不帶電狀況下進(jìn)行。為此檢修前必須先給高壓系統(tǒng)停電，隨后要驗(yàn)電(就是確認(rèn)確實(shí)是不帶電了)。停電的操作方式是按照電工學(xué)的五點(diǎn)安全規(guī)程來執(zhí)行的。五點(diǎn)安全規(guī)程包括停電、嚴(yán)防設(shè)備重新合閘、驗(yàn)電、接地和短路以及遮蓋住或者用攔道木攔住附近帶電的部件。

圖1 奧迪e-tron高電壓部件在車上的分布

圖2 發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的警示標(biāo)簽

如圖2～圖4所示，車上設(shè)置有警示標(biāo)簽，用于提示供電方面的危險(xiǎn)。用戶、維修和服務(wù)站人員以及技術(shù)救援和醫(yī)療救援人員必須注意這些警示內(nèi)容，以防止出現(xiàn)傷害。檢修高壓車輛時(shí)要注意的安全規(guī)則都適用于本車上的情況。

二、高電壓部件

1.高壓蓄電池1 AX2

(1)高壓蓄電池的結(jié)構(gòu)

高壓蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖5所示，高壓蓄電池1 AX2用螺栓擰在車輛中間，用于支承車身。36個(gè)蓄電池模塊分為兩層，蓄電池殼體通過一根等電位線與車身相連。高壓蓄電池開關(guān)盒SX6安裝在高壓蓄電池上，高壓蓄電池的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表1。蓄電池模塊控制單元安裝在高壓蓄電池內(nèi)。蓄電池調(diào)節(jié)控制單元J840在右側(cè)A-柱上。

圖3 帶有“Danger”字樣的警示標(biāo)簽

圖4 高壓蓄電池專用警示標(biāo)簽

表1 高壓蓄電池的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)

圖5 高壓蓄電池的結(jié)構(gòu)

如果車輛長時(shí)間停放不用，那么高壓蓄電池的充電狀態(tài)也會下降，因?yàn)樗偸菚詣拥亟o12V蓄電池補(bǔ)充電能。如果高壓蓄電池的充電狀態(tài)降至低于約10%了，那么就不再給12V蓄電池補(bǔ)充電能了。如果溫度低于-30℃了，那么驅(qū)動系統(tǒng)就無法激活去工作了。如果溫度高于60℃，那么接觸器就會脫開(若是在點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，則是接觸器不會接合)。溫度在-8～56℃時(shí)，高壓蓄電池可以把全部蓄電池功率用于交流驅(qū)動裝置。

(2)蓄電池冷卻系統(tǒng)

蓄電池冷卻是在冷卻液循環(huán)系統(tǒng)中來實(shí)施的。蓄電池模塊通過導(dǎo)熱體將熱量傳至蓄電池殼體。蓄電池殼體上有用導(dǎo)熱膠粘接的散熱器，冷卻液就流經(jīng)該散熱器。高壓蓄電池冷卻液溫度傳感器G898和高壓蓄電池冷卻液溫度傳感器2 G899用于偵測高壓蓄電池上游和下游的冷卻液溫度。高壓蓄電池內(nèi)部的冷卻液靠高壓蓄電池冷卻液泵V590來實(shí)現(xiàn)循環(huán)。在溫度低時(shí)，高壓蓄電池在充電中可通過高壓加熱器(PTC)來加熱。

2.高電壓蓄電池充電器1 AX4和高電壓蓄電池充電器2 AX5

這兩個(gè)充電器安裝在車輛前部(圖6)，在前部電驅(qū)動裝置電機(jī)的前上方。充電器2是選裝的，充電功率為22kW。3個(gè)整流器將操縱單元或充電樁上的交流電壓轉(zhuǎn)成直流電壓用于給高壓蓄電池1 AX2充電。每個(gè)整流器的最大工作能力為16A。充電電流分配取決于實(shí)際的充電電流。傳輸是通過線圈感應(yīng)(電流隔離)實(shí)現(xiàn)的。因此，交流網(wǎng)與車上高壓系統(tǒng)之間，是沒有導(dǎo)電連接的。充電器連接在高壓蓄電池開關(guān)盒SX6上。充電電流是通過開關(guān)盒內(nèi)的一個(gè)熔絲輸送到高壓蓄電池的。采用冷卻液循環(huán)來冷卻。充電器通過一根等電位線與車身相連。中間電路電容器會被動放電。

集成的高壓蓄電池充電器控制單元J1050和高壓蓄電池充電器控制單元2 J1239連接在混合動力CAN總線上。高壓蓄電池充電器控制單元J1050是主控制器，高壓蓄電池充電器控制單元2 J1239是從控制器。與奧迪e-tron充電系統(tǒng)或者充電樁的通訊是通過CP和PE接口用PWM-信號或者動力線通訊來進(jìn)行的。

在通過CHAdeMO或者China-DC-充電插座用直流電來充電時(shí)，是采用CAN總線來與充電樁通訊的。在直流充電時(shí)，整流器就不工作了。充電和空調(diào)的時(shí)間設(shè)置存儲在高壓充電器控制單元J1050內(nèi)。

圖6 高電壓蓄電池充電器1和2的外觀

3.高電壓充電網(wǎng)配電器SX4

高電壓充電網(wǎng)配電器SX4(圖7)目前尚未裝備，當(dāng)裝備有高電壓蓄電池充電器2 AX5，充電插座和充電控制單元需通過高電壓充電網(wǎng)配電器SX4相連接。

圖7 高電壓充電網(wǎng)配電器SX4

4.電動空調(diào)壓縮機(jī)V470

電動空調(diào)壓縮機(jī)V470安裝在車輛前部(圖8)。電動空調(diào)壓縮機(jī)屬于溫度管理系統(tǒng)部件，用于對車內(nèi)空間進(jìn)行制冷，對車輛高電壓部件進(jìn)行冷卻，具有駐車空調(diào)功能以及熱泵功能。通過高電壓蓄電池開關(guān)盒SX6內(nèi)一個(gè)熔絲來供應(yīng)高電壓，集成的空調(diào)壓縮機(jī)控制單元J842通過LIN總線來與溫度管理控制單元J1024相連。充電和空調(diào)時(shí)間設(shè)置存儲在高壓充電器控制單元J1050內(nèi)。

圖8 電動空調(diào)壓縮機(jī)V470

5.中間電路電容器

如圖9所示，在高電壓部件上，HV正極和HV負(fù)極之間裝有一個(gè)電容器，它用作蓄能器和電壓穩(wěn)定器。另外，電容器上還并聯(lián)有一個(gè)電阻，該電阻在點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉時(shí)會讓電容器被動放電；在點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉時(shí)，某些高電壓部件上的電容器由一個(gè)開關(guān)和電阻進(jìn)行主動放電。含有中間電路電容器的部件見表2。

注意：在某些高壓部件內(nèi)有電容器，用于存儲電能。電容器在斷電時(shí)必須放電。因此必須按照車輛診斷儀內(nèi)的檢測表來實(shí)施停電操作，該表已考慮到放電時(shí)間了。高壓設(shè)備的停電和檢修工作只可由經(jīng)過認(rèn)證的人員來進(jìn)行操作。

圖9 中間電路電容器

表2 含有中間電路電容器的部件

在車輛發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊控制單元通過混合動力CAN總線把一個(gè)信號發(fā)送給蓄電池調(diào)節(jié)控制單元J840、通過一個(gè)單獨(dú)導(dǎo)線把一個(gè)信號發(fā)送給高壓蓄電池開關(guān)盒SX6內(nèi)的高壓蓄電池切斷點(diǎn)火器N563。接觸器于是就脫開，高壓系統(tǒng)就被關(guān)閉。根據(jù)碰撞的嚴(yán)重程度，可通過關(guān)閉和接通端子15或者在某些條件下使用車輛診斷儀來再次激活高壓系統(tǒng)。

(未完待續(xù))