(1)组成 高电压蓄电池单元是一个完整系统,不只包含高电压蓄电池本身,还包括蓄电池控制模块、电子控制单元、电动机械式接触器、高电压导线接口、高电压安全插头、冷却系统以及通风装置等。 (2)主要作用 高电压蓄电池单元的主要作用是从高电压车载网络吸收、存储电能并在需要时提供使用。它还执行有助于保证高电压系统安全的重要任务,例如高电压接触监控。 另外,高电压蓄电池单元还能“关闭供电”和“防止重新接通”,从而保证安全地在高电压系统上进行工作。 (3)安装位置 高电压蓄电池单元设置在后座椅后的行李厢地板上,通过4个固定螺栓与行李厢地板固定在一起(图5-45)。 特别提示： 通过这些固定螺栓还可以在高电压蓄电池单元壳体与接地之间建立起导电连接,导电连接用来补偿电位,而且是实现绝缘监控功能的前提条件。固定螺栓、高电压蓄电池单元壳体上的开孔和螺纹套不得喷漆或覆盖其他绝缘层。
(4)系统电路图 如图5-46所示。
(5)高电压蓄电池 它是高电压系统的实际蓄能器,通过串联一共260个电解槽(额定电压1.2V),额定电压为312V。每10个电解槽组成一个模块,13个模块并排安裝,构成一列;两列叠加布置,形成整个高电压蓄电池套件。
电解槽应用的是镍氢蓄电池技术,该技术具有能量密度、充电电流和放电电流较高的特点。这是在全混合动力驱动模式下实现较高电功率的主要前提条件。
采用镍-氢蓄电池技术的电解槽采用水稀释的氢氧化钾溶液作为电解液。虽然这种液态电解液具有危险特性,但是蓄电池模块严密密封,所以无论在行驶过程中还是进行维修时电解液均不会溢出。若因为发生事故致使高电压蓄电池壳体或模块损坏,电解液可能溢出。
对这些组件进行所有工作时均必须遵守高电压蓄电池的安全数据表,必须应用规定的人员保护装备。高电压蓄电池单元的电气结构如图5-47所示。
每列蓄电池电解槽都安装两个温度传感器,用来监控电解槽温度并根据需要调节冷却功率。每个模块的电压也同样受到监控,从而防止各电解槽电量过低或过高。流入和流出高电压蓄电池的电流强度通过一个电流传感器进行测量及电子监控。
在串联的蓄电池电解槽正中间连接一个高电压安全插头,该插头还包括一个高电流熔丝。拉动高电压安全插头或触发熔丝时均会使串联连接中断。之后,高电压蓄电池外部接口处不再有任何电压。电动机械式接触器的触点断开时也会产生相同效果。在将高电压蓄电池接口向外连接之前,这些触点在正极和负极上。电动机械式接触器由蓄电池控制模块进行控制,通过安全型蓄电池接线柱为接触器供电。
针对高电压蓄电池使用寿命的要求较为严格(车辆使用寿命),必须在严格规定的范围内使用高电压蓄电池,从而保证其使用寿命最大化。相关边界条件如下。
①将电解槽温度保持在25~55℃的最佳范围内(通过加热或冷却)。
②充电电流和放电电流不得超过热敏规定限值。
③不能完全用完可存储的蓄电池能量。
(6)蓄电池控制模块。
①蓄电池控制模块(BCM)安装在高电压蓄电池单元内部,从外部接触不到。BCM负责执行下列功能。
a.控制冷却循环回路。
b.确定高电压蓄电池的充电状态(SOC)及老化状态(SOH)。
C.确定(以及根据需要限制)高电压蓄电池的可用功率。
d.由混合动力主控控制单元按照要求控制高电压系统的启动和关闭。
e.安全功能(例如高电压接触监控。
f.监测蓄电池电解槽的电压、温度及电流强度。
g.向混合动力主控控制单元传输故障状态。
蓄电池控制模块自身没有故障代码存储器,蓄电池控制模块发现故障后由混合动力CAN传输到混合动力主控控制单元。在混合动力主控控制单元内保存高电压蓄电池相关故障以便进行诊断。
②BCM连接导线。高电压蓄电池单元内部的BCM电气接口包括两个插头,一个用于低电压导线,另一个用于高电压导线。对BCM而言的重要信号和导线具体如下。
a.自身12V供电(总线端30g与总线端31分别用于电子控制装置与冷却液泵,连自安全型蓄电池接线柱的总线端30用于接触器供电)。
b.混合动力CAN和唤醒导线。
C.高电压导线。
d.接触器(控制及读取)。
e.蓄电池电解槽温度信号(每个传感器各有2芯,一共4个温度传感器)。
f.冷却液温度信号(每个温度传感器各有2芯,针对供给与回流各有1个温度传感器)。
g冷却液泵的供电/控制。
h.高电压电路的电流传感器。
i.高电压接触监控(信号源与回流导线)。
针对外部除高电压导线的连接接线柱外还包括1个低电压导线插头。
在此连接。
ⅰ.12V供电(总线端30g与总线端31分别用于电子控制装置与冷却液泵,连自安全型蓄电池接线柱的总线端30用于接触器供电)。
ⅱ.混合动力CAN。
ⅲ.2条唤醒导线(来自混合动力接口模块)。
ⅳ.用于接合/断开接触器触点的控制信号(来自供电电控箱的PWM信号)。
ⅴ.作为高电压接触监控的输送和回流导线。
(7)高电压接口 高电压车载网络上高电压蓄电池单元的接口位于一个独立盖板下,需要对高电压接口进行操作时必须拆下该盖板。
取下盖板时,盖板内的跨接线断开并且使高电压接触监控电路断路。只要盖板处于未安装状态就不会误启高电压系统。高电压蓄电池单元上的高电压安全盖板和高电压接口如图5-48所示。
在高电压蓄电池单元的高电压接口上进行工作前必须使高电压系统断电并检查断电状态,在工作期间无法防止重新接通,所以取下高电压接口上方的盖板时必须暂时拔出反向插入的高电压安全插头。
高电压导线和高电压蓄电池单元间的电气连接通过一个正极和一个负极螺纹端子实现,另外还必须使高电压导线的屏蔽层和高电压蓄电池单元壳体形成电气连接。这一点借助一个固定安装在蓄电池壳体内的带螺母螺栓实现,该螺栓将一个金属夹压在两个高电压导线的屏蔽层上。同时,该螺栓连接还作为高电压导线的拉力卸载装置。
特别提示：
必须严格遵守高电压接口螺母的规定拧紧力矩。
(8)高电压安全插头 E72的高电压安全插头装置在高电压蓄电池单元壳体上侧(图5-49)高电压安全插头内的熔丝直接插在串联连接的蓄电池电解槽之间,所以是一个高电压部件,为此以橙色进行标记(图5-50)。
高电压安全插头执行多项任务:关闭高电压系统供电;避免重新接通;作为高电压蓄电池高电流熔丝的支架。
(9)冷却系统 为了尽量延长高电压蓄电池的使用寿命并获得最大功率,需在规定温度范围内使用蓄电池。
高电压蓄电池单元的冷却系统由高电压蓄电池单元内部及外部组件构成。
高电压蓄电池单元冷却系统的内部组件包括电动冷却液泵(功率可控,最大功率为50W,来自N63发动机冷却系统),带有液位测量装置的冷却液补液罐,冷却液管路接口,高电压蓄电池单元内的冷却液管路和通道,冷却液温度传感器(在冷却液供给管路及回流管路内各有1个),电解槽温度传感器共有4个),蓄电池控制模块(温度监控和冷却液泵控制)等。
高电压蓄电池单元內的冷却系统通过两个接口和冷却液管路(供给管路和回流管路)相连,继而与高电压蓄电池单元外部的冷却系统相连(图551)。高电压蓄电池单元外部的冷却系统拥有和制冷剂循环回路相连的独立冷却循环回路。该回路的组件构成包括带有连接高电压蓄电池单元的快速接头的冷却液管路、冷却循环回路内的双阀门、冷却总成(冷却液制冷剂热交换器)以及冷却液/空气热交换器等。
(10)排气 镍-氢蓄电池充电和放电时可能会产生气体,其中包括少量氢气。运行策略将该气体量降至最小。但是若产生大量气体,就会打开高电压蓄电池单元内的通风阀从而让气体通过通风软管(图5-52)向外排出。拆卸高电压蓄电池单元时必须使通风软管与其断开。
特别提示：
安装高电压蓄电池时必须按照规定将通风软管重新安装在高电压蓄电池单元上,否则逸出气体可能会进入车内空间。
