(1)混合动力蓄电池单元AX1 其设置在行李厢内的备胎坑中,结构如图6-16所示,主要包括高压蓄电池A38、蓄电池管理控制单元J840、高压系统保养插头接口TW、安全插头接口TV44、高压线束接口PX1、12V车载电网接口在这个蓄电池壳体内,集成有用来吸入和排出冷却空气的开口。 (2)蓄电池管理控制单元J840 蓄电池管理控制单元集成在混合动力蓄电池单元AX1的左侧,该控制单元和混合动力CAN总线及驱动CAN总线相连。J840监控高压蓄电池的温度,并通过蓄电池冷却模块来调节蓄电池冷却状况。该控制单元检查并分析充电状态、单格电压和蓄电池电压的信息,这些信息通过混合动力CAN总线传到发动机控制单元。 ①高压继电器。高压蓄电池通过高压继电器来与其他高压部件连接或断开。“正极”与“负极”继电器各一个。 一旦15号线接通,蓄电池管理控制单元J840会立刻接通高压继电器,继电器触点闭合。若蓄电池管理控制单元J840供电的12V电压中断,高压触点断开,就意味着12V车载电网“关闭”,表示高压装置也是“关闭”的。
在下列情况中,高压继电器的触点由蓄电池管理控制单元J840进行断开:点火开关已关闭;安全线已切断;安全带张紧器已触发;安全气囊已触发;两个12V蓄电池在“15号线接通”的情况下已经与车载电网断开在达到了启动能力最低极限值时(高压蓄电池电量状态少于25%)或是没能启动发动机,那么发动机控制单元会发送一条信息给仪表,随后就会显示“车辆现在无法启动”这个内容。请参见随车的使用说明书。若充电状态低于20%,则不见许有放电电流。在纯电力驱动行驶时,高压蓄电池给高压电网和12V车载电网同时供电。
②高压蓄电池的充电。若组合仪表上显示“车辆现在无法启动”这个内容(见随车的使用说明书),那就必须给高压蓄电池充电。若充电应关闭点火开关,将充电器(至少30A)或是带有三相发电机的发电车接到“跨接启动销”上。充电过程完成后接通点火开关,仪表就会显示“正在形成启动能力,请稍等这个信息。
若在1min内,高压蓄电池无法吸收充电电流,则会显示“充电过程已中断,无法形成启动能力”这个信息。其原因就在于充电器或发电车的充电能力太弱。此外这种故障信息也可以红色的混合动力警报灯来提示。若识别出充电电流,那么高压蓄电池会充电到35%的状态,组合仪表上会显示一个绿色的充电插头,表明12V蓄电池在这时被充电。若高压蓄电池的充电状态降至5%以下,那么12V蓄电池就不能再充电。
③高压系统保养插头TW。高压系统保养插头是两部分高压蓄电池之间的连通保险,若拔下了这个保养插头,则断开了这两部分的连接。若在高压部件上或在高压部件附近要使用车削工具、成形工具或棱角锋利的工具,那么必须拔下这个保养插头。想要恢复供电,贝应在诊断仪中来进行诊断码清除操作,这也是一个安全设计。
a.保养插头的开锁与上锁。关闭点火开关;打开行李厢内的高压系统保养盖板;移开橡胶盖。操作如图6-17(a)和(b)所示。
b.拔下保养插头。高压上电继电器断开,只控制了外部P1与P2的供电输出。这些维修操作是在高压蓄电池箱的内部进行的,为了保证安全,应拔下保养插头,该插头是高压蓄电池两个部分之间的连通部件。
具体说就是该插头有两个确定的开关位置。在位置1时,安全线被切断(高压上电继电器断开),如图6-17(c)所示。在位置2时,蓄电池两个部分之间的串联连接被切断(拔下蓄电池中间熔丝),如图6-17(d)所示。此时可以将保养插头从支架上拉出。此时高压装置就关闭了,从更安全的角度讲,应检查是否可靠断电(即验电)。
保养插头内有一个高压装置熔断式熔丝,其规格为125A(与丰田普锐斯相同),如图6-18所示。
要想让高压系统再次恢复工作,按照相反顺序将保养插头复位。
特别提示：
只有受训合格的高压电技工才可以拔这个保养插头,以确保装置处于停电状态。
(3)安全理念 图6-19所示为蓄电池单元上的安全理念设计①绝缘控制。整个高压回路包括高压蓄电池内部、正母线和负母线、功率和控制电子装置JX1的功率部分(逆变器)、电机的三相线以及连接空调压缩机的导线(包括空调压缩机)。为了识别整个高压回路上的绝缘故障,每30s系统对高压电网完成一次绝缘测量。若有绝缘故障,则组合仪表上会有信息,提示用户去服务站解决。
带有安全插头TV44的安全设计。安全设计包含一个电气元件与一个机械元件。电气元件的设计是用安全线串联所有高压元件,一旦将某个高压部件和电网分离,控制单元控制高压上电继电器随即断开。机械部分是由安全插头与锁环一同构成的一个机械锁,该锁可避免高压线在未断开高压上电继电器时(即P1和P2有电时)被拔出。
③安全线接合。高压装置的所有部件均是通过一根单独的低压呈环状彼此相连的导线串联的。当所有部件都可以工作时,高压继电器触点就能够接合了。
④安全线中断。若安全线脱开(例如因为某个部件不能工作或安全插头已拔下),即使再插上这个高压元件,高压上电继电器也不会闭这是由于系统检测到安全线断开后,存储了针对安全线断开的故障码。就功能方面而言,安全线在控制方法与前、后车灯的冷监控相似。
检查安全线插头是接合还是断开的工作由混合动力蓄电池单元(电池箱)内的蓄电池管理控制单元来完成。若该控制单元判断出安全线断开,那么它就无法操控高压继电器触点闭,于是高压蓄电池与高压装置之间的连接中断。
⑤安全插头TV44。安全插头操作参考图6-20。安全插头机械上锁,开始本工作前,必须拔下安全插头。只有在先拔下了安全插头TV44后,才允许断开混合动力蓄电池单元的高压线。因为断开安全线,高压线上无电压,在拔高压线时就没有危险。操作时先拔离锁环,再拔高压线的插头,断开P1和P2的两条正、负高压线。
特别提示：
只有受训合格的高压电技工才可以拔这个高压线的插头,以确保装置处于停电状态。
(4)蓄电池冷却 因为奥迪Q5混合动力车上的高压蓄电池总是在不断地充电和放电蓄电池在充电或放电时均会放出热量。热量除了引起蓄电池老化外,最重要的是还会使相关导体上的电阻增大,这会造成电能不转换为功,而是转换成热量释放掉了。所以,高压蓄电池有一个冷却模块,该模块上有自己的蒸发器,并且连接在电动空调压缩机的冷却液循环管路上。这个冷却模块使用12V的车载电网电压工作。
图6-21所示为蓄电池冷却系统元件位置,冷却模块的部件包括蓄电池风扇1V457;混合动力蓄电池循环空气翻板1的伺服电机V479;混合动力蓄电池循环空气翻板2的伺服电机V480;混合动力蓄电池蒸发器前的温度传感器G756;混合动力蓄电池蒸发器后的温度传感器G757;混合动力蓄电池冷却液截止阀1N516;混合动力蓄电池冷却液截止阀2N517。
若蓄电池管理控制单元通过蒸发器前的温度传感器G756或蒸发器后的温度传感器G757检测到蓄电池的温度过高,则控制单元就会接通风扇V457。控制单元内安装冷却功能模型,根据具体温度情况,在蒸发器工作时可从新鲜空气模式转换成循环空气模式。发往自动空调控制单元J255的冷却功率请求分成三级,鼓风机转速由蓄电池管理控制单元J840通过LIN总线来控制。
在新鲜空气工作模式时,风扇V457由备胎坑内抽入空气,空气经蒸发器进入蓄电池热空气经后保险杠下方被引出。在循环空气工作模式时,循环空气翻板1和2均关闭,不会吸入新鲜空气。
在需要时,控制单元J840将请求信息通过CAN总线发送给空调控制单元,以利于接通电动空调压缩机V470、蓄电池风扇V457、混合动力蓄电池循环空气翻板1的伺服电机V479以及混合动力蓄电池循环空气翻板2的伺服电机Ⅴ480,由控制单元经LⅠN总线进行调节。伺服电机V479和V480是串联的。混合动力蓄电池冷却液截止阀N516在不通电时呈关闭状态,它控制进入混合动力蓄电池空调器的冷却液液流;混合动力蓄电池冷却液截止阀N517在不通电时呈开启状态,它控制进入车内空调器的冷却液液流。冷却模块有一个维修位置,以便于接触到其下方的12V蓄电池
(5)电驱动装置的功率和控制电子装置JX1 这是翻译名称,实际上是电机的逆变器与电机控制单元(DSP控制器,微控制器中的高速型)。
电驱动装置(逆变桥)的功率和控制电子装置JX1由电驱动控制单元J841、交流电驱动装置VX54、牵引电机逆变器A37、降压DCDC转换器A19以及中间电容器C25组成电驱动控制单元J841是混合动力CAN总线和驱动CAN总线用户。牵引电机逆变器A37(双向脉冲式逆变器)将高压蓄电池的直流电转换为三相交流电,供交流电机使用。在能量回收时及发电机工况时,会将三相交流电转换为直流电,给高压蓄电池充电。电动机的转速是通过逆变器的输出频率发生变化来进行调节的,例如在转速为1000r/min时,供电频率约为267Hz,转矩通过脉冲宽度调制进行调节。降压DC/DC转换器A19用来将高压蓄电池的直流电压(266V)转换成较低的12V车载电网用直流电压。中间电容器C25作为电机(EMachine)蓄能器。在15号线关闭或高压系统切断(因为有撞车信号)时,该中间电容器会通过电驱动装置的内部电路主动放电。
因为A19这个DC/DC变压器可双向工作,所以它也能将12V较低的车载电网电压转换成高压蓄电池的高电压(266V),但该功能只用于跨接启动时,目的是给高压蓄电池充电。
功率和控制电子装置JX1在逆变和整流时要生热,为保证电子装置能正常工作,要将温度控制在一定范围内(通常为70℃或80℃以下),所以要有自己的低温循环管路,该管路连接在发动机冷却循环管路的冷却液膨胀罐上。冷却液通过低温循环冷却液泵按需循环,低温循环管路是温度管理功能的一个组成部分,发动机控制单元J623负责触发该泵。
在电动驱动车辆行驶时,发动机控制单元为功率和控制电子装置JX1提供关于能量回收、发电机模式以及车速方面的信息。功率和控制电子装置JX1通过电驱动装置的位置传感器G713来检测转子的转速和位置,用电驱动装置温度传感器G712来检测电机V141的冷却液温度。
接通点火开关在“ READY”挡,且已踩下制动器时,高压上电控制如下:15号线接通,且50号线接通,仪表显示“ Hybrid Ready(混合动力已准备完毕)”。“ Hybrid Ready表明正、负极母线的高压上电继电器工作,高压电从高压蓄电池提供给功率和控制电子装置JX1,只要抬起刹车,电压能从功率和控制电子装置JX1供给到三相永磁同步电机。同时,也可以从高压蓄电池经DC/DC降压到12V车载电网
