1.高压电池及其管理系统。 纯电动汽车的高压电池相当于燃油车辆的燃油箱,它是电动驱动装置的蓄能器。以宝马i3电动汽车为例,高压电池单元由以下主要组件构成。 ①带有实际电池的电池模块。 ②电池监控电子装置。 ③安全盒。 ④蓄能器管理电子装置(SME)控制单元。 ⑤带散热器或选装配置加热装置的热交换器。 ⑥导线束。 ⑦接口(电气、制冷剂、排气)。 ⑧壳体和固定部件。 高压电池单元除高电压接口外还带有一个12V车载网络接口。此外还为集成式控制单元提供电压、总线信号、传感器信号和监控信号。为了对高压电池进行冷却,将其接入制冷剂循环回路内。 如图5-1所示为高压电池系统框图,从该电路图中可以看出,除汇集在8个电池模块内的电池本身外,宝马i3的高压电池单元还包括以下电气/电子部件。 ①蓄能器管理电子装置(SME)控制单元。 ②8个电池监控电子装置[电池监控电路(CSC)]。 ③带接触器、传感器和过电流熔丝的安全盒。 ④电气加热装置的控制装置(选装)。 除电气组件外,高压电池单元还包括制冷剂管路、冷却通道以及电池模块的机械固定元件。
在宝马i3的高压电池单元内带有一个控制单元即蓄能器管理电子装置(SME)。SME主要执行以下任务。
①由电动机电子装置(EME)根据要求控制高电压系统的启动和关闭。
②分析有关所有电池的电压和温度以及高电压电路内电流强度的测量信号。
③控制高压电池单元冷却系统。
④确定高压电池的充电状态(SOC)和老化状态(SOH)。
⑤确定高压电池的可用功率并根据需要对电动机电子装置提出限制请求。
⑥安全功能(例如电压和温度监控、高电压触点监控、绝缘监控)。
⑦识别出故障状态,存储故障码存储器记录并向电动机电子装置发送故障状。
2.高压充电系统电路。
以江淮新能源车型为例,电动车辆一般具有交流充电和直流充电两种功能。其中交流充电包括充电柱充电和家用电源充电两种方式,每种充电方式均可选择4种充电模式,即普通充电模式、长程充电模式、长寿充电模式和低温充电模式。
交流充电控制流程:当VCU判断整车处于充电模式时,吸合M/C继电器,根据动力电池的可充电功率及车载充电机的状态,向车载充电机发送充电电流指令。同时,车载充电机吸合交流充电继电器,VCU(整车控制器)吸合系统高压正极继电器和高压负极继电器,动力电池开始充电。交流充电控制流程如图5-2所示。
直流充电控制流程:当直流充电设备接口连接到整车直流充电口时,直流充电设备发送充电唤醒信号给VCU,VCU吸合MC继电器,根据动力电池的可充电功率及车载充电机的状态,向直流充电设备发送充电电流指令。同时,VCU吸合直流充电继电器、系统高压正极继电器和高压负极继电器,动力电池开始充电。直流充电控制流程如图5-3所示。
车载充电器将外部交流电转换成直流电给动力电池充电。充电时,车载充电机根据VCU的指令确定充电模式。
车载充电机内部有滤波装置,可以抑制交流电网波动对车载充电机的干扰。高压接线盒接收车载充电机或直流充电桩的电能,并输送给动力电池总成,高压接线盒内部有交流充电熔丝、直流充电熔丝、直流充电继电器。电动汽车充电系统原理框图如图5-4所示。
3.高压配电系统电路。
电动汽车的高压配电系统具体到总成部件就是高压配电箱或分流器。以比亚迪秦车型为例,这个系统的主要作用就是将电池包的高压直流电分配给整车高压电器使用,其上游是高压电池包,下游包括驱动电动机控制器及DC总成、PTC水加热器、电动压缩机、漏电传感器,也将车载充电器的高压直流电分配给高压电池包。高压配电系统原理框图如图5-5所示。
