上汽通用雪佛蘭暢巡純電動(dòng)汽車技術(shù)介紹

2020年2月20日，上汽通用雪佛蘭在國(guó)內(nèi)的首款純電動(dòng)汽車暢巡正式上市。該產(chǎn)品定位為緊湊型車，推出了星享版、星河版、星云版和星宇版4 個(gè)版本，續(xù)航里程410km，補(bǔ)貼后官方指導(dǎo)價(jià)15.99 ～17.99 萬元。新車提供3年或10 萬km（以先到為準(zhǔn)）整車質(zhì)保，動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及電機(jī)控制器提供8年或16 萬km（以先到為準(zhǔn)）質(zhì)保。本文將介紹該車型采用的新能源技術(shù)。

一、車輛配置

1.大容量三元鋰離子高壓電池組

高壓電池組采用高能量密度的鎳鈷錳三元材料，冷卻方式為液冷（主動(dòng)熱管理），具備嚴(yán)密的電池能量和安全監(jiān)控功能。高壓電池組的容量為150A·h，能量為52.5kW·h，標(biāo)稱電壓350V，最高電壓421V，最低電壓268V，可以采用快充或者慢充方式進(jìn)行充電。

2.永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)

電機(jī)采用高效率、寬調(diào)速范圍的三相交流電，具有輸出功率高、反應(yīng)速度快的特點(diǎn)。電機(jī)采用液冷方式冷卻，且支持制動(dòng)能量回收功能。

3.電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條式結(jié)構(gòu)且裝配電子轉(zhuǎn)向柱鎖，助力大小隨車速可調(diào)，具有抖動(dòng)抑制功能，轉(zhuǎn)向電機(jī)可主動(dòng)提供阻尼降低振顫。

4.制動(dòng)系統(tǒng)

液壓制動(dòng)單元與傳統(tǒng)車型有明顯不同，采用了電動(dòng)助力，具有自動(dòng)保持、牽引力控制TCS 和電子穩(wěn)定控制ESP 等功能，且支持能量回收（3 級(jí)可選）。前后輪均采用盤式制動(dòng)器，后輪集成有分體電機(jī)式電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)（圖1）。

5.懸架系統(tǒng)

該車前部采用麥弗遜式獨(dú)立懸架，后部采用多連桿式獨(dú)立懸架。

6.空調(diào)系統(tǒng)

制冷系統(tǒng)由電動(dòng)壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥等組成，使用R134a 制冷劑。暖風(fēng)系統(tǒng)由高電壓加熱單元、暖風(fēng)散熱器、電子水泵和儲(chǔ)液罐等組成。

7.信息互聯(lián)系統(tǒng)

該車搭載最新的eConnect 互聯(lián)技術(shù)，配備10.1"顯示屏，可連接4G 網(wǎng)和Wi-Fi，具有語音識(shí)別、遠(yuǎn)程控制和建立個(gè)性化專屬賬戶等功能。

二、車輛維修保養(yǎng)

1.安全須知

由于車輛裝配高壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為確保人身和車輛安全，在維修保養(yǎng)時(shí)應(yīng)遵循以下原則。

（1）技師應(yīng)獲得電工作業(yè)證且參加過新車現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)培訓(xùn)。

（2）維修作業(yè)前，必須參閱維修手冊(cè)上的具體操作步驟及注意事項(xiàng)。

圖1 該車型的液壓制動(dòng)單元

（3）維修高壓系統(tǒng)或靠近高壓部件操作時(shí)必須進(jìn)行高壓禁用。

（4）維修時(shí)必須穿戴安全鞋、安全手套等，并對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行隔離警示。

2.高壓禁用流程

拆解維修高壓系統(tǒng)前，必須先按照以下步驟執(zhí)行高壓禁用與檢驗(yàn)。

（1）移：移除車輛上所有外部電源，包括12V 蓄電池充電器。

（2）關(guān)：關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，將鑰匙放到指定位置。

（3）斷：斷開蓄電池負(fù)極，并遠(yuǎn)離負(fù)極區(qū)域。

（4）?。喝∠率謩?dòng)維修開關(guān)（MSD），將其放到指定位置。

（5）等：等待5min，以保證高壓能量全部釋放。

（6）查：佩戴并檢查個(gè)人安全防護(hù)設(shè)備，拆卸高壓連接器。

根據(jù)維修任務(wù)，需要測(cè)量并確認(rèn)高壓部件插接器端子對(duì)車身和端子之間的電壓均低于3V。

3.發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)主要高壓部件

發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)橙色線纜為高電壓線纜，與之相連的部件為高電壓部件，主要部件如圖2 所示。

三、高壓電池組

1.高壓電池組外觀說明

高壓電池組的前部是對(duì)外進(jìn)行高壓和低壓連接的主要電氣接口，從左到右依次是手動(dòng)維修開關(guān)MSD、2 個(gè)高壓插接器（分別接車載充電機(jī)和高壓配電盒）、低壓插接器和熱管理水管（圖3）。

圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的主要高壓部件

圖3 高壓電池組前部的電氣接口

圖4 高壓電池組后部的透氣孔

高壓電池組的后部是透氣孔（圖4），是電池對(duì)外通氣的部件。該電池組采用IP67 高級(jí)別防水設(shè)計(jì)，在維修和拆卸的過程中不要隨意觸碰或拆解透氣孔。

2.更換高壓電池組冷卻液

高壓電池組冷卻液需定期更換，冷卻液型號(hào)為DEX-COOL?，用量約4.70L。需要用專用的加注機(jī)和適配器，按照以下步驟更換高壓電池組冷卻液。

（1）執(zhí)行全面的高壓禁用。

（2）拆下前機(jī)艙護(hù)板，打開電池組儲(chǔ)液罐蓋。

（3）舉升車輛，放置冷卻液收集器。

（4）拆卸電池組出水管卡箍，排放電池組冷卻液。等冷卻液排放完成后，安裝水管卡箍并移出收集器。

（5）降下車輛，將冷卻液專用加注機(jī)與高壓電池組儲(chǔ)液罐相連。

（6）將高壓電池組冷卻系統(tǒng)抽真空至81 ～88kPa，并執(zhí)行保壓測(cè)試。

（7）打開加注閥門，加注適量冷卻液后關(guān)閉加注閥門。

（8）啟用高壓并打開點(diǎn)火開關(guān)，使用診斷儀RDS進(jìn)入高壓電池組控制單元，選擇控制功能。

（9）驅(qū)動(dòng)冷卻液泵工作約5min，同時(shí)保持系統(tǒng)有一定真空度（約50kPa）。

（10）拆除加注機(jī)，檢查并調(diào)整液位（更具體的操作步驟請(qǐng)參見維修手冊(cè)）。

3.高壓電池組的維修和注意事項(xiàng)

與以往的上汽通用電池組維修策略不同，該車電池組的維修由供應(yīng)商負(fù)責(zé)。經(jīng)銷商如果發(fā)現(xiàn)高壓電池組相關(guān)故障，請(qǐng)先致電上海通用汽車有限公司售后服務(wù)技術(shù)支持中心(TAC)進(jìn)行故障上報(bào)，確定是否為高壓電池組的故障。

經(jīng)過診斷并與TAC 相關(guān)部門確定需要拆卸電池組總成時(shí)，為確保人身和車輛安全，還應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

（1）按標(biāo)準(zhǔn)流程執(zhí)行全面的高壓禁用。

（2）需要提前分離高壓、低壓插接器，并移到安全位置。

（3）拆卸前必須斷開水管、排放電池組的冷卻液。

（4）需要提前拆下電池組搭鐵線纜（等電位線）。

（5）必須使用專用的舉升臺(tái)架支撐電池組（提前拆下中間的2 個(gè)螺栓）。

四、高壓電驅(qū)單元（EDU）

暢巡搭載了上汽通用第二代高壓電驅(qū)系統(tǒng)，主要包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制單元和變速器3 個(gè)部分。如圖5 所示，上部為電機(jī)控制單元（PEB）；下部為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于產(chǎn)生動(dòng)力；左側(cè)為變速器，用于實(shí)現(xiàn)減速增扭和差速的功能。

1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)為三相交流永磁同步電機(jī)，具有效率高、運(yùn)作平穩(wěn)等特點(diǎn)。電機(jī)的后部有一個(gè)低壓插接器，用來采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置信號(hào)。電機(jī)采用密封設(shè)計(jì)，不允許單獨(dú)維修，內(nèi)部還設(shè)計(jì)有專用的冷卻水道。

電機(jī)的側(cè)面有銘牌和拓印號(hào)，銘牌上標(biāo)出了電機(jī)的主要參數(shù)。該電機(jī)最大功率為110kW，最大扭矩350N·m。拓印號(hào)相當(dāng)于傳統(tǒng)車型的發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)，更換電機(jī)后需要變更拓印號(hào)。

圖5 高壓電驅(qū)系統(tǒng)的組成

2.電機(jī)控制單元

電機(jī)控制單元有2 個(gè)作用：一是將高壓直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟?，?shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)；二是將高壓直流電變?yōu)榈蛪褐绷麟姡瑸?2V 蓄電池進(jìn)行充電。電機(jī)控制單元的殼體為鑄鋁結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)計(jì)有專門的冷卻水道。

3.變速器

變速器也稱為減速器，內(nèi)部包括1組減速齒輪和1 個(gè)差速器。在減速器的上方設(shè)計(jì)有P 擋鎖止機(jī)構(gòu)和模式傳感器。

4.高壓電驅(qū)單元的維修

（1）電機(jī)控制單元內(nèi)部集成有14V輔助電源模塊，不可分解維修（但RDS內(nèi)仍有單獨(dú)的模塊選項(xiàng)）。

（2）電機(jī)控制單元與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間采用可拆卸的高壓插接器連接，可以分開單獨(dú)更換。

（3）變速器可以單獨(dú)更換或分解維修。注意：更換電機(jī)控制單元后，除編程外，還需要做防盜以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)角度學(xué)習(xí)。

5.變速器油位檢查要點(diǎn)

變速器內(nèi)約有1.15L 齒輪油，型號(hào)為Castrol BOT351LV。檢查變速器油位時(shí)，要注意以下要點(diǎn)。

（1）舉升車輛，并確保車輛水平。

（2）清潔加油螺栓周圍，并拆下此螺栓（報(bào)廢加油螺栓墊片）。

圖6 檢查變速器液位

（3）使用直徑約2mm 的鋼絲自制測(cè)量工具。

（4）使用自制工具以加油螺栓孔的底部為基準(zhǔn)平面檢查液位。

（5）標(biāo)準(zhǔn)液位是液面距加油螺栓孔的底部約22mm（圖6）。

五、高壓電控制系統(tǒng)

1.高壓電驅(qū)系統(tǒng)部件

高壓電控制系統(tǒng)面向整車所有高壓部件進(jìn)行全面檢測(cè)和控制，雖然各高壓部件本身有其具體的局域控制，但高壓電控制系統(tǒng)可以在整車層面協(xié)調(diào)、監(jiān)控各系統(tǒng)的配合，以實(shí)現(xiàn)充放電、電驅(qū)動(dòng)、高壓安全和診斷檢測(cè)等功能。全車高壓部件和控制單元如圖7 所示。

（1）充電口

車上有2 個(gè)充電口，分別是直流快充口和交流慢充口，可以通過儀表臺(tái)上的充電狀態(tài)指示燈來掌握充電狀態(tài)。

（2）整車控制單元

整車控制單元位于中央扶手箱正下方的地板上，主要功能包括起動(dòng)及低壓電管理、駕駛模式選擇、制動(dòng)能量回收、巡航控制、熱管理、儀表及擋位顯示等。

（3）高壓配電盒

高壓配電盒位于車輛前機(jī)艙右前部，是高壓部件的電氣中心，通過高壓線纜與大部分高壓部件相連。高壓配電盒上連接有10 個(gè)高壓插接器和1 個(gè)低壓插接器，內(nèi)部有3 個(gè)熔絲。驅(qū)動(dòng)模式下，高壓配電盒將電池組的電能傳遞給電池組加熱器、暖風(fēng)加熱單元、空調(diào)壓縮機(jī)以及電機(jī)控制單元。直流快充模式下，高壓配電盒將直流電傳遞給電池組，對(duì)電池組進(jìn)行充電。

（4）車載充電機(jī)

車載充電機(jī)只連接交流充電接口和電池組，能夠?qū)⒔涣鞒潆娍诮尤氲?20V交流電轉(zhuǎn)換成350V 的高壓直流電并輸給電池組。充電時(shí)，車載充電機(jī)通過高壓冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。車載充電機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與其他控制單元進(jìn)行信息交互。

（5）高壓電纜

高壓電纜作為電力傳輸?shù)妮d體，用于連接各高壓用電設(shè)備并傳輸電能，其特點(diǎn)是：具有橘黃色外皮或標(biāo)簽；部分電纜內(nèi)有編織屏蔽線；使用了3mm2、25mm2以及50mm2等不同截面尺寸的電纜；部分電纜內(nèi)有互鎖電路。

圖7 全車高電壓部件和控制單元

2.高壓互鎖回路監(jiān)測(cè)

高壓互鎖回路是一個(gè)低壓封閉回路，由電池組控制單元（BMS）發(fā)送電信號(hào)，監(jiān)測(cè)互鎖回路的狀態(tài)。高壓互鎖回路經(jīng)過電池組、電池組加熱器、電機(jī)控制單元、暖風(fēng)加熱單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、高壓配電盒、空調(diào)壓縮機(jī)及維修開關(guān)MSD（圖8）。

3.高壓絕緣監(jiān)測(cè)

（1）高壓系統(tǒng)與車身、底盤和低壓電氣系統(tǒng)完全隔離，是一個(gè)獨(dú)立的電路系統(tǒng)。

（2）絕緣損耗對(duì)于360V 的高壓來說非常危險(xiǎn)?？刂茊卧ㄟ^時(shí)刻監(jiān)測(cè)高壓回路之間，以及與車身、低壓系統(tǒng)之間的電阻，來判斷是否存在高壓絕緣失效。

（3）一旦監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)高壓絕緣失效，將立即切斷高壓電輸出，并產(chǎn)生故障記錄，防止人員觸電傷亡。

六、高壓輔助系統(tǒng)

為了確保運(yùn)行的高電壓部件和車內(nèi)乘客處于最佳環(huán)境之中，車輛還裝備了高壓輔助系統(tǒng)。高壓輔助系統(tǒng)主要包括高壓部件冷卻系統(tǒng)、空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)制冷系統(tǒng)和電池包熱管理系統(tǒng)。

1.高壓部件冷卻系統(tǒng)

圖8 高壓互鎖回路經(jīng)過的部件

高壓部件冷卻系統(tǒng)用于對(duì)車載充電機(jī)、電機(jī)控制單元和驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行冷卻，系統(tǒng)的組成如圖9 所示。

整車控制單元是高壓部件冷卻系統(tǒng)的核心，它接收冷卻液溫度傳感器的信號(hào)，并通過脈沖寬度調(diào)制（PWM）信號(hào)控制風(fēng)扇和電子水泵。

2.空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)

空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)有一個(gè)獨(dú)立的冷卻液循環(huán)管路，由空調(diào)暖風(fēng)加熱單元加熱冷卻液，為車輛暖風(fēng)系統(tǒng)提供熱源，系統(tǒng)組成如圖10 所示。

空調(diào)控制單元是暖風(fēng)系統(tǒng)的核心部件，它通過LIN 線與空調(diào)暖風(fēng)加熱單元通訊。加熱單元是一個(gè)高壓部件，使用動(dòng)力電池組的高電壓加熱空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的冷卻液。

3.空調(diào)制冷系統(tǒng)

空調(diào)制冷系統(tǒng)除了向駕駛艙蒸發(fā)器提供制冷劑外，還為電池組冷卻液提供制冷劑。電池組冷卻液冷卻器可以使用制冷劑的蒸發(fā)來降低電池組的冷卻液溫度?？照{(diào)制冷劑的流經(jīng)路徑如圖11 所示。

電池組溫控單元通過CAN 總線與空調(diào)控制單元等通訊，并通過LIN 線與空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)行通訊。電池組溫控單元還可以控制2 個(gè)電磁閥，將制冷劑引向電池組冷卻液冷卻器。

4.電池組熱管理系統(tǒng)

電池組設(shè)計(jì)有一個(gè)獨(dú)立的冷卻液循環(huán)管路，以熱交換的方式來控制電池組內(nèi)部的溫度。冷卻液循環(huán)管路經(jīng)過高壓電池組（內(nèi)含熱交換器）、冷卻液加熱器和冷卻液散熱器等部件，通過此循環(huán)管路可以加熱或冷卻電池組。主動(dòng)熱管理系統(tǒng)組成及管路連接如圖12 所示。

電池組溫控單元是電池組主動(dòng)熱管理系統(tǒng)的核心部件，它可以控制電池組加熱器來提升電池包冷卻液的溫度，也可以通過啟用空調(diào)壓縮機(jī)經(jīng)過電池包冷卻液降溫。

圖9 高壓部件冷卻系統(tǒng)的組成

圖10 暖風(fēng)系統(tǒng)的組成

圖11 空調(diào)制冷劑流經(jīng)的路徑

圖12 主動(dòng)熱管理系統(tǒng)組成及管路連接