電動汽車動力部分結(jié)構(gòu)的原理及維修注意事項 (二)

◆文/河北 周曉飛

周曉飛

汽車維修工，市青年崗位能手；1998年從事汽車維修行業(yè)至今，出版汽車相關(guān)圖書多部。

(接上期)

四、驅(qū)動電機(jī)

1. 功能任務(wù)

電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場和定子線圈共同作用產(chǎn)生扭矩。這與傳統(tǒng)汽油機(jī)不同，電動機(jī)沒有怠速。即使車輛由靜止到起步的臨界狀態(tài)，電機(jī)也可產(chǎn)生最大驅(qū)動扭矩可保證提供給車輛較好的加速性能。

2. 驅(qū)動電機(jī)基本工作原理

驅(qū)動電機(jī)基本工作原理圖如圖12所示。當(dāng)三相交流電被接入到定子線圈中，即產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)的磁場，這個旋轉(zhuǎn)的磁場牽引轉(zhuǎn)子內(nèi)部的永磁體，產(chǎn)生和旋轉(zhuǎn)磁場同步的旋轉(zhuǎn)扭矩。使用旋轉(zhuǎn)變壓器檢測轉(zhuǎn)子的位置和電流傳感器檢測線圈的電流，從而控制驅(qū)動電機(jī)的扭矩輸出。

圖12 驅(qū)動電機(jī)基本工作原理

旋變信號的作用是反應(yīng)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)相位，電機(jī)控制器在通過旋變信號計算當(dāng)前的驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速。如帝豪EV旋轉(zhuǎn)變壓器采用磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其結(jié)構(gòu)如圖13所示。旋變轉(zhuǎn)子與驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸連接，隨電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。旋變定子內(nèi)側(cè)有感應(yīng)線圈，安裝在驅(qū)動電機(jī)定子上。驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，帶動旋變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，旋變器與電機(jī)控制器中間通過6根低壓線束連接，2根是從電機(jī)控制器激勵信號，另外4根分別是旋變器輸出的正弦信號和余弦信號。6根線當(dāng)中任何一根線路出現(xiàn)故障都會導(dǎo)致驅(qū)動電機(jī)無法正常工作，電機(jī)分解圖如圖14所示。

圖13 帝豪EV旋轉(zhuǎn)變壓器

圖14 電機(jī)分解圖

五、充電系統(tǒng)

1.直流高壓充電(快充)

快充模式下大概在30m in可充電80%。當(dāng)直流充電設(shè)備接口連接到整車直流充電口，直流充電設(shè)備發(fā)送充電喚醒信號給BMS，BMS根據(jù)動力電池的可充電功率，向直流充電設(shè)備發(fā)送充電電流指令。同時，BMS吸合系統(tǒng)高壓正極繼電器和高壓負(fù)極繼電器，動力電池開始充電。直流充電流量傳遞路徑如圖15所示。

圖15 直流充電流量傳遞路徑

2.交流高壓充電(慢充)

當(dāng)車輛處于交流充電模式下，ACM檢測交流充電接口的CC、CP信號(充電槍插入、導(dǎo)通信號)并喚醒BMS，BMS喚醒車載充電機(jī)并發(fā)送指令充電，同時閉合主繼電器，動力電池開始充電,慢充的充電時間大概在12h左右。交流充電流量傳遞路徑如圖16所示。

圖16 交流充電流量傳遞路徑

3.充電鎖功能

為防止車輛充電過程中充電槍丟失，車輛具有充電槍鎖功能。充電槍插入充電接口后，只要駕駛員按下智能鑰匙閉鎖按鈕，充電槍防盜功能將開啟。PEPS收到智能鑰匙的閉鎖信號后通過CAN總線將該信號傳遞到輔助控制模塊(ACM)，ACM將控制充電槍鎖止電機(jī)鎖止充電槍，此時充電槍無法拔出。如要拔出充電槍，需先按下智能鑰匙解鎖按鈕，解鎖充電槍。充電鎖功能示意圖如圖17所示。如果電動解鎖失效，一般車輛都可通過后備箱機(jī)械解鎖拉索解鎖。

圖17 充電鎖功能示意圖

4.低壓充電

高壓上電前，低壓電路系統(tǒng)依賴12V鉛酸蓄電池供電，當(dāng)高壓上電后，電機(jī)控制器將動力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換成低壓直流電為12V鉛酸蓄電池充電。低壓充電示意圖如圖18所示。

圖18 低壓充電示意圖

5.智能充電

長期停放的車輛容易造成低壓蓄電池饋電，當(dāng)?shù)蛪盒铍姵貒?yán)重饋電將會導(dǎo)致車輛無法啟動上電。為避免這一問題，有些車輛(帝豪VE)具有智能充電功能。車輛停放過程中輔助控制器(ACM)將持續(xù)對低壓蓄電池電壓進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)電壓低于設(shè)定值時，ACM將喚醒BMS，同時VCU也將控制電機(jī)控制器通過DCDC對低壓蓄電池進(jìn)行充電，防止低壓蓄電池方電。智能充電示意圖如圖19所示。

圖19 智能充電示意圖

6.制動能量回收

能量回收系統(tǒng)是在車輛滑行或制動過程中，驅(qū)動電機(jī)從驅(qū)動狀態(tài)轉(zhuǎn)變成發(fā)電狀態(tài)，將車輛的動能轉(zhuǎn)換為電能儲存在動力電池中。車輛在滑行或制動時，VCU根據(jù)當(dāng)前動力電池狀態(tài)和制動踏板位置信號，計算能量回收扭矩并發(fā)送指令給電機(jī)控制器，啟動能量回收。制動能量回收路徑示意圖如圖20所示，制動能量回收傳遞路線與能量消耗相反。

制動能量回收過程中電機(jī)消耗車輪旋轉(zhuǎn)的動能發(fā)出交流電再輸出給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器將交流電轉(zhuǎn)換成直流電給動力電池充電。

圖20 制動能量回收路徑示意圖

六、冷卻系統(tǒng)

1.電動水泵

冷卻系統(tǒng)的作用就是通過冷卻液循環(huán)散熱為驅(qū)動電機(jī)、車載充電機(jī)、電機(jī)控制器這三大部件進(jìn)行冷卻。電動水泵由低壓電路驅(qū)動，為冷卻液的循環(huán)提供壓力。在電動水泵的驅(qū)動下冷卻液在管路中循環(huán)流動。冷卻系統(tǒng)功能示意圖如圖21所示。

2.膨脹罐

圖21 冷卻系統(tǒng)功能示意圖

膨脹罐總成是一個透明塑料罐，類似于玻璃清洗劑罐。膨脹罐總成通過水管與散熱器連接，隨著冷卻液的溫度逐漸升高并膨脹。部分冷卻液因膨脹而從散熱器和驅(qū)動電機(jī)中流入膨脹罐總成。散熱器和液道中滯留的空氣也被排入膨脹罐總成。

車輛停止后，冷卻液自動冷卻并收縮，先前排出的冷卻液則被吸回散熱器。從而使散熱器中的冷卻液一直保持在合適的液面，并提高冷卻效率。當(dāng)冷卻系統(tǒng)處于冷態(tài)時，冷卻液面應(yīng)保持在膨脹罐總成上的L(最低)和F(最高)標(biāo)記之間。

3.冷卻風(fēng)扇

冷卻風(fēng)扇由整車控制模塊(VCU)利用冷卻風(fēng)扇低速繼電器和冷卻風(fēng)扇高速繼電器直接控制，在低速電路中，采用串聯(lián)調(diào)速電阻的方式來改變風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。

七、電系維修操作注意事項

1. 萬用表使用安全

(1)檢修高壓系統(tǒng)前應(yīng)使用萬用表測量整車高壓回路，確保無電。檢測方法如下：拔出維修開關(guān)5m in后，測量動力電池和車身之間的電壓來初步判斷是否漏電，如果檢測到電壓大于等于50V，應(yīng)立即停止操作，檢查判斷漏電部位。

(2)使用萬用表測量高壓時，需注意選擇正確量程，萬用表精度不低于0.5級，要求具有直流電壓測量檔位，量程范圍大于等于500V。

(3)使用萬用表測量高壓時，需遵守“單手操作”原則。

(4)所使用的萬用表一根表筆線上配備絕緣鱷魚夾(要求耐壓為3kV，過流能力大于5A), 測量時先把鱷魚夾夾到電路的一個端子，然后用另一只表筆接到需測量端子測量讀數(shù)，每次測量時只能用一只手握住表筆。

(5)使用萬用表測量高壓時，嚴(yán)禁觸摸表筆金屬部分。

2. 高壓系統(tǒng)檢修

(1)在車輛上電前，注意確認(rèn)是否還有人員在進(jìn)行高壓維修操作，避免發(fā)生危險。

(2)檢修高壓系統(tǒng)時，斷開啟動開關(guān)電源，脫開蓄電池負(fù)極電纜和斷開維修開關(guān)，并確保在維修過程中不會有其他維修工將其重新安裝。

(3)檢修高壓線時，對拆下的任何裸露出的高壓部位，應(yīng)立刻用絕緣膠帶包扎絕緣。

(4)安裝高壓線時，必須按照車身固定孔位要求將線束固定好。

(5)不能用手指觸摸高壓線束插接件里的帶電部分以免觸電，另外應(yīng)防止有細(xì)小的金屬工具或鐵條等接觸到插接件中的帶電部分。

3. 高壓線特征

所有高壓線纜均為橙色，車輛上電時不要觸碰這些線纜和部件，高壓線纜接插件拔出后，立即用絕緣膠帶包裹。

4.維修開關(guān)

在操作動力電池維修開關(guān)時，首先確保電池對外無電流輸出，一定要佩戴絕緣防護(hù)裝備。

5. 高壓線束連接器操作事項

(1)第一種高壓接插件如圖22所示。

①用手或起子輕撬助力手柄鎖扣；

②將助力手柄脫出鎖頭，然后緩慢向上抬高助力手柄，接插件會慢慢退出；

③當(dāng)助力手柄由水平位置變到垂直位置時，接插件已全部處于拔出狀態(tài)。

圖22 第一種高壓接插件

(2)第二種高壓接插件如圖23所示。

按?、俸?，將接插件往外拔，聽到咔響聲后停止；按住②后，將接插件往外拔，直到拔出為止。

圖23 第二種高壓接插件