混合动力是指那些采用传统燃料,同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。混合动力汽车是在传统内燃机汽车的基础上,加装了电动机及驱动装置。混合动力的高压部件主要由动力电池组、分布式电池管理系统、电控/DC、电动机、车载充电器、高压配电箱、空调配电盒、维修开关、充电口以及动力线和三相线等组成。
1.动力电池组。
动力电池是电动车的“心脏”,其为整车提供动力。动力电池组对于整车来说需要向其提供持续的、稳定的能量。
为提高电池组的抗冲击强度,通常将电池组用多个连接点与车身固定,整个电池组内嵌于车身承载结构中,四周都被车身结构保护起来。
锂离子动力电池的性能对温度变化较敏感,如果电动汽车电池组在高温下得不到及时通风散热,将会导致电池组系统温度过高或温度分布不均匀,最终将降低电池充放电循环效率,影响电池的功率和能量发挥,因此需要为动力电池提供散热,如图2-28所示,动力电池需要冷却管道。
混合动力电池组功率比纯电动汽车小,例如比亚迪秦13kW.h的电池组能确保纯电动续驶里程达到70千米,满足日常上下班要求,实现了短途用电,长途油电结合的环保驾驶方式。如图2-29所示,通常混合动力汽车动力电池位于汽车尾箱内。
2.电池管理系统。
如图2-30所示,分布式电池管理系统分为电池信息采集器和电池管理控制器,电池信息采集器采集单节电池电压和温度,电池管理控制器进行动力电池能量管理、热平衡管理、整车充放电管理整车高压安全管理,进一步提升电池的能量管理效率。
3.高压配电箱。
高压配电箱主要由接触器和保险组成,负责电路的接通、断开和保护。如图2-31所示,漏电传感器安装在高压配电箱上,漏电传感器检测是否漏电,通过高压配电箱分配高压给电控和空调配电盒。
充电时,车载充电器将220V电压整流升压到500V后,通过高压配电箱给动力电池组充电。
4.电动机控制器。
电动机控制器位于发动机舱,如图2-32所示。驱动电机控制器集成了DC/DC变换器,驱动电机控制器是整车电动的大脑,通过控制电机实现整车动力的输出,通过DC/DC变换器为整车电器输送12V的工作电压。
5.电动机。
混合动力汽车多半采用传统的汽油发动机和电动机作为动力源,采用高压电池作电源,插电式混合动力车的电池还可以外部充电,以便于车辆以纯电模式行驶。
如图2-33所示,混合动力汽车在发动机和变速器之间加了电动机,电动机和发动机一起组成动力核心。电动机配置了分离离合器,因此可以和发动机曲轴完全断开,实现纯电动行驶。为了在发动机停止工作后,能继续使用空调,混合动力汽车采用了电动空调压缩机。
电动机产生的动力经过电动机减速机构和变速器作用,通过传动轴作用于车轮。很多混合动力汽车采用永磁同步电动机,这种电动机既能起到电动机、起动机的作用,又能在车辆滑行、制动时充当发电机为电池组充电。
6.车载充电器。
车载充电器可将220V家用电整流升压到500V为动力电池组充电。
7.空调配电盒。
空调配电盒位置如图2-34所示,整车高压有电时,高压配电箱通过空调配电盒,为空调系统的电动压缩机和PTC(热敏电阻,这里指加热器)组件供电。
8.维修开关。
维修开关位置如图2-35所示,维修开关可以手动拔出,维修设备时,拔出维修开关,断开电池高压线路,防止高压触电。
9.充电口。
比亚迪秦的充电口在后行李箱盖上,充电口盖的开启是通过主架门板上的按键实现电动解锁,并利用扭杆弹簧自动开启。
10.高压线路。
混合动力汽车出现故障时,不要触碰高压电路的线束和连接器,为防止误碰,混合动力汽车的高压电路的线束和连接器都采用橙色,如图2-36所示。HV蓄电池(即高压蓄电池)等的高压零件都贴有“高压”警示,小心不要触碰到这些配线。
电流流经线束时会产生磁场和辐射,同时电流达到一定大小和频率时会发出有害噪声,为此,电动汽车将金属网(充当屏蔽结构)绕在导体外周以防止噪声辐射,如图2-37(左)所示。采用电气绝缘材料对于防止电气事故非常重要,相比如图2-37(右)所示的普通线束结构,高压线束采用了屏蔽层和耐热聚氯乙烯护套。
