◆文/北京 馮永忠
奧迪節(jié)能與新能源汽車(e-tron)分為輕度混合動力汽車(MHEV)、全混合動力汽車(HEV)、插電式混合動力汽車(PHEV)和純電動汽車(BEV),這些車型在主要能源、電壓、牽引電機(jī)類型和電動行駛里程等方面各不相同。奧迪純電動汽車如圖1所示。
圖1 奧迪純電動汽車
奧迪Q5L、Q8、A4L、A5、A6L、A7、A8L輕度混合動力汽車(MHEV)的電壓為12~48V,電機(jī)額定功率為10~15kW。奧迪Q5 hybrid、A6 hybrid、A8 hybrid全混合動力汽車的電壓為200~300V,電機(jī)額定功率為20~50kW,電動驅(qū)動里程約3km。奧迪A3 e-tron、Q7 e-tron、Q5L TFSIe、A6L TFSIe、A7 TFSIe、A8L TFSIe插電式混合動力汽車的電壓為300~450V,電機(jī)額定功率為60~120kW,電動驅(qū)動里程約為50km。奧迪Q2L e-tron、e-tron、e-tron sportback、e-tron GT純電動汽車的電壓為300~900V,電機(jī)額定功率大于150kW,電動驅(qū)動里程大于200km。
根據(jù)車外、車內(nèi)、前機(jī)艙以及是否有充電口蓋等車輛特征,可以識別各種混合動力汽車和純電動汽車(MHEV/HEV/PHEV/BEV)。有了這些汽車基本專業(yè)知識,根據(jù)發(fā)生事故車輛的類型,救援人員就可以進(jìn)行應(yīng)急救援。
奧迪的全混合動力汽車、插電式混合動力汽車和純電動汽車可以通過車外的英文單詞hybrid、e-tron或技術(shù)標(biāo)記中的字母e來識別,如圖2~5所示。純電動汽車的另一個特點是沒有排氣管。注意不同車型的標(biāo)識不同,有些標(biāo)識可能在車輛配置過程中取消,車主也有可能將它們拆除。輕度混合動力汽車(MHEV)與傳統(tǒng)奧迪汽車沒有外部差異。
圖2 e-tron充電口蓋上的字樣
通過車內(nèi)的組合儀表、儀表板右側(cè)以及門檻飾條上字樣,前機(jī)艙設(shè)計蓋上的字母和橙色高壓電纜以及是否配置充電口,可以識別奧迪的全混合動力汽車、插電式混合動力汽車和純電動汽車,插電式混合動力汽車和純電動汽車都配備充電口。充電口可能位于車輛前部、左前或右前翼子板上或車輛后側(cè),如圖6~ 8所示。
圖6 前機(jī)艙標(biāo)識
圖7 前充電口
圖8 側(cè)充電口
混合動力汽車(HEV)由內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和動力蓄電池輸送電流的電機(jī)組合驅(qū)動。電機(jī)在加速階段給發(fā)動機(jī)助力,在制動階段電機(jī)用作發(fā)電機(jī),以便為動力蓄電池充電。對于插電式混合動力汽車(PHEV),動力蓄電池也可以通過充電口充電。奧迪A6 hybrid作為混合動力汽車(HEV)的示例,如圖9所示。奧迪Q7 e-tron作為插電式混合動力汽車(PHEV)的示例,如圖10所示。
圖9 奧迪A6 hybrid
圖10 奧迪Q7 e-tron
除了傳統(tǒng)典型的鉛酸蓄電池外,奧迪輕度混合動力汽車(MHEV)還有另外一個12V或48V的鋰離子蓄電池和啟動發(fā)電兩用機(jī)。這可以增強(qiáng)能量回收功能,并通過電機(jī)給發(fā)動機(jī)助力,回收功率高達(dá)12kW。驅(qū)動和電能的產(chǎn)生基本上是由發(fā)動機(jī)完成的。所有單元與皮帶驅(qū)動的啟動發(fā)電兩用機(jī)協(xié)同工作。奧迪輕度混合動力汽車無法實現(xiàn)純電動駕駛。
奧迪輕度混合動力汽車(MHEV)與傳統(tǒng)奧迪汽車之間沒有外部差異。48V線可以用紫色線來識別,如圖11所示。采用 48V技術(shù)的車輛可能有交流大于30V的高電壓子系統(tǒng)。如果是這種情況,則可以通過橙色警告顏色來識別這些系統(tǒng)元件的電纜。
圖11 奧迪Q8 MHEV
在奧迪純電動汽車(BEV)上,僅由前橋或后橋上的一個或多個電機(jī)提供驅(qū)動,如圖12所示,可以通過交流充電站或直流快速充電站進(jìn)行充電。作為可選的附加功能,某些車輛配備非接觸式充電選項,奧迪無線充電的感應(yīng)板位于前機(jī)艙下方。
圖12 奧迪e-tron
由于純電動汽車(BEV)僅配備電能存儲裝置,因此冷卻液泵也由12V汽車電氣系統(tǒng)提供電力驅(qū)動和供電??照{(diào)壓縮機(jī)等其他輔助設(shè)備能耗高,由動力蓄電池供電。因此空調(diào)壓縮機(jī)也被視為高壓元件。
在車輛技術(shù)中,直流大于60V或交流大于30V的電壓范圍被指定為高壓。動力蓄電池、驅(qū)動電機(jī)、高壓配電和控制單元、電力電子裝置、高壓電纜與接頭、充電口以及電動空調(diào)壓縮機(jī)和加熱器等輔助單元是高壓系統(tǒng)元件。接下來將詳細(xì)地介紹奧迪各種車型的高壓元件,高壓系統(tǒng)示意圖如圖13所示。
圖13 高壓系統(tǒng)示意圖
奧迪e-tron純電動汽車配置動力蓄電池、動力蓄電池控制盒、前驅(qū)動電機(jī)、后驅(qū)動電機(jī)、充電口1、充電口2、高壓充電器1、高壓充電器2、電動空調(diào)壓縮機(jī)、高壓加熱器1、高壓加熱器2、變壓器、充電網(wǎng)配電器等高壓元件,高壓元件位置圖如圖14所示。
圖14 高壓元件位置圖
奧迪節(jié)能與新能源汽車使用的高壓動力蓄電池是鋰離子蓄電池。動力蓄電池安裝在車輛穩(wěn)定的外殼中,位于大多數(shù)碰撞情況下變形較小的區(qū)域?;旌蟿恿ζ?HEV)的動力蓄電池通常位于車輛后部。純電動汽車(BEV)的動力蓄電池通常安裝在車輛下方的中央,作為支承車身的部件。
在奧迪混合動力和純電動汽車中,動力蓄電池由串聯(lián)連接的單體電池組成,這些單體電池相互連接形成模塊。幾個模塊與外圍設(shè)備一起安裝在金屬外殼中。等電位線將動力蓄電池外殼與車身連接。
動力蓄電池在運行過程中被冷卻。冷卻可以使用空氣或液體進(jìn)行,并且還具有補(bǔ)償單體電池之間溫差的任務(wù)。動力蓄電池控制盒集成在動力蓄電池中,或者直接位于動力蓄電池上方。動力蓄電池通過控制盒與高壓系統(tǒng)相連。車輛發(fā)生碰撞時,在安全帶預(yù)緊器或安全氣囊展開的情況下,動力蓄電池控制盒立即自動將高壓系統(tǒng)與電源斷開。
以奧迪e-tron純電動汽車為例,帶控制盒的動力蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖15所示。奧迪A3 e-tron插電式混合動力汽車的動力蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖16和圖17所示。2
圖15 奧迪e-tron動力蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)
16 奧迪A3 e-tron動力蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)1
圖17 奧迪A3 e-tron動力蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)
安全氣囊控制單元連接控制盒中的動力蓄電池聯(lián)鎖裝置。在發(fā)生嚴(yán)重碰撞時,安全氣囊控制單元向接觸器開關(guān)發(fā)送信號??刂坪袛嚅_動力蓄電池。注意如果動力蓄電池因碰撞而斷開,只能在車輛維修時重新接通。奧迪e-tron純電動汽車的動力蓄電池控制盒如圖18所示。
圖18 奧迪e-tron動力蓄電池控制盒
奧迪節(jié)能與新能源汽車動力蓄電池的冷卻分液冷和風(fēng)冷兩種,其中奧迪e-tron動力蓄電池的液冷如圖19所示,電力電子裝置連接前橋和后橋的低溫冷卻回路。這可使電力電子裝置內(nèi)部的各個元件得到充分冷卻。奧迪Q5 Hybrid動力蓄電池的風(fēng)冷如圖20所示。
圖19 奧迪e-tron動力蓄電池液冷系統(tǒng)
圖20 奧迪Q5 Hybrid動力蓄電池風(fēng)冷系統(tǒng)
電力電子裝置是驅(qū)動電機(jī)的控制單元,電力電子裝置的任務(wù)是為驅(qū)動電機(jī)提供必要的三相電流。例如在奧迪e-tron純電動汽車中,電力電子裝置直接安裝在驅(qū)動電機(jī)上,并通過三相供電連接。在電力電子裝置內(nèi)部,動力蓄壓電池提供的直流電轉(zhuǎn)化為三相交流電。奧迪e-tron的電力電子裝置如圖21所示。
圖21 奧迪e-tron的電力電子裝置
在混合動力汽車(HEV)中,驅(qū)動電機(jī)位于發(fā)動機(jī)和變速器之間,為驅(qū)動車輛提供額外的動力。驅(qū)動電機(jī)取代了發(fā)動機(jī)的傳統(tǒng)啟動機(jī)以及傳統(tǒng)的交流發(fā)電機(jī),并用于為動力蓄電池充電。
驅(qū)動電機(jī)的運行狀態(tài)由發(fā)動機(jī)控制單元和電力電子系統(tǒng)控制,以管理動力驅(qū)動的效率。如果電機(jī)控制單元檢測到驅(qū)動電機(jī)的功率足以驅(qū)動車輛,則關(guān)閉發(fā)動機(jī)。對于純電動汽車(BEV)而言,由驅(qū)動電機(jī)執(zhí)行完整的驅(qū)動和能量回收。奧迪Q7 e-tron的驅(qū)動電機(jī)如圖22所示。奧迪e-tron純電動汽車的驅(qū)動電機(jī)如圖23所示。
圖22 奧迪A7 e-tron驅(qū)動電機(jī)
圖23 奧迪e-tron驅(qū)動電機(jī)
電動空調(diào)壓縮機(jī)集成在高壓系統(tǒng)中。高壓電纜將其連接到純電動汽車的高壓系統(tǒng)。車輛處于電動行駛或靜止?fàn)顟B(tài)時,電動空調(diào)壓縮機(jī)的功能是給乘客艙制冷,必要時冷卻動力蓄電池。注意駐車空調(diào)工作時,高壓系統(tǒng)處于激活狀態(tài),高壓元件帶電。奧迪e-tron純電動汽車的電動空調(diào)壓縮機(jī)如圖24所示。
圖24 奧迪e-tron電動空調(diào)壓縮機(jī)
高壓系統(tǒng)中的另一個輔助裝置是高壓加熱器。車輛處于電動行駛或靜止?fàn)顟B(tài)時,高壓加熱的功能是加熱乘客艙,必要時加熱動力蓄電池。同樣注意駐車空調(diào)工作時,高壓系統(tǒng)處于激活狀態(tài),高壓元件帶電。奧迪e-tron純電動汽車的高壓加熱器如圖25所示。
圖25 奧迪e-tron高壓加熱器
動力蓄電池充電器通常安裝在靠近充電口的前部或后部。純電動汽車(BEV)也可以有多個充電器,因此就有多個充電口。充電電流通過線圈感應(yīng)傳輸?shù)礁邏合到y(tǒng)。這意味著車載交流網(wǎng)絡(luò)和車輛中的高壓系統(tǒng)之間沒有導(dǎo)電連接。奧迪e-tron純電動汽車的動力蓄電池充電器如圖26所示。
圖26 奧迪e-tron動力蓄電池充電器
變壓器將動力蓄電池的直流電壓轉(zhuǎn)換為車載電氣系統(tǒng)的12V直流電壓,傳輸通過線圈感應(yīng)進(jìn)行。這意味著高壓系統(tǒng)與12V汽車電氣系統(tǒng)之間沒有導(dǎo)電連接。變壓器的功率高達(dá)3kW。車輛長時間靜止不動時,如果動力蓄電池的電能充足,則12V蓄電池會由動力蓄電池充電。此充電過程會自動開始。高壓系統(tǒng)處于激活狀態(tài),高壓元件帶電。奧迪e-tron純電動汽車的變壓器如圖27所示。
圖27 奧迪e-tron變壓器
帶有高壓接頭的高壓電纜將動力蓄電池與前機(jī)艙中的其他高壓元件連接,或者將電力電子裝置、驅(qū)動電機(jī)、電動空調(diào)壓縮機(jī)、高壓加熱器、充電器以及變壓器等高壓元件之間連接。
高壓電纜安裝在乘客艙外,例如位于車輛下方或前機(jī)艙內(nèi)。在可見區(qū)域內(nèi),所有高壓電纜和插入的高壓接頭都有橙色絕緣層。此外,附加的蓋子和軟管可保護(hù)高壓電纜免受損壞。與12V車載網(wǎng)絡(luò)相比,高壓系統(tǒng)與車輛底盤電氣隔離。奧迪Q7 e-tron的高壓電纜和接頭如圖28所示。
圖28 奧迪Q7 e-tron高壓電纜和接頭
除高壓電纜外,所有高壓元件都標(biāo)有明確的警告標(biāo)簽?;揪鏄?biāo)簽類型如下所示。帶高壓電警告標(biāo)簽如圖29所示,表示切勿觸碰高壓元件,有危險。高壓元件警告標(biāo)簽如圖30所示,表示高壓元件有危險,不能拆卸蓋子。動力蓄電池標(biāo)簽如圖31所示,表示動力蓄電池基本信息。
圖3 hybrid的外部標(biāo)識
圖29 帶高壓電警告標(biāo)簽
圖30 高壓元件警告標(biāo)簽
圖31 動力蓄電池標(biāo)簽
救援?dāng)?shù)據(jù)表中描述了車輛的特定功能。奧迪節(jié)能與新能源汽車的救援?dāng)?shù)據(jù)表可能包含有關(guān)車輛操作的附加信息。可以在救援?dāng)?shù)據(jù)表中找到這些車輛高壓系統(tǒng)的斷開步驟。除了傳統(tǒng)汽車救援?dāng)?shù)據(jù)表中通常包含的圖示外,奧迪節(jié)能與新能源汽車的救援?dāng)?shù)據(jù)表還標(biāo)明了動力蓄電池的位置、動力蓄電池與前機(jī)艙之間的高壓電纜、其他高壓元件以及用于解除高壓系統(tǒng)的裝置。奧迪節(jié)能與新能源汽車救援?dāng)?shù)據(jù)表中使用的高壓專用符號如圖32~35所示。
圖32 動力蓄電池
圖33 高壓斷開點
圖34 高壓電纜和元件
圖35 斷開高壓熔絲
救援?dāng)?shù)據(jù)表第一頁示意圖是頂視圖和側(cè)視圖,奧迪e-tron純電動汽車救援?dāng)?shù)據(jù)表的頂視圖和側(cè)視圖如圖36所示,除了這些頂視圖和側(cè)視圖,救援?dāng)?shù)據(jù)表需要包括更多頁面,包括如何停放車輛、關(guān)閉點火開關(guān)、解除高壓系統(tǒng)、斷開12V和48V蓄電池、斷開充電電纜等內(nèi)容。
圖36 奧迪e-tron救援?dāng)?shù)據(jù)表的頂視圖和側(cè)視圖
(1)車輛停穩(wěn)后,輕輕向上拉電子駐車制動器按鈕,如圖37所示。電子駐車制動器按鈕通常位于換擋桿附近。
(2)對于奧迪Q2L e-tron純電動汽車等車型,按壓換擋手柄按鈕,將換擋桿推到P擋位置,如圖38所示。對于奧迪e-tron純電動汽車等車型,按壓換擋桿上的P按鈕,如圖39所示。
圖39 奧迪e-tron P擋按鈕
通過將點火鑰匙轉(zhuǎn)向位置0,可以關(guān)閉帶點火鎖的車輛的點火系統(tǒng),如圖40所示。
圖4 e-tron的外部標(biāo)識
圖40 關(guān)閉點火系統(tǒng)
帶有舒適鑰匙的車輛沒有傳統(tǒng)的點火鎖,駕駛員只需要隨身攜帶車鑰匙。啟動/停止按鈕打開或關(guān)閉點火裝置,以及啟動或停止電機(jī)。當(dāng)點火裝置打開時,駕駛員必須再按一下啟動/停止按鈕,才能關(guān)閉點火裝置,如圖41所示。如果在按下啟動/停止按鈕的同時,踩下了制動踏板,那么車輛會切換到準(zhǔn)備行駛模式。
圖41 關(guān)閉點火裝置
電機(jī)現(xiàn)在處在無噪聲狀態(tài)。組合儀表中功率表的左側(cè)顯示屏反饋電力驅(qū)動系統(tǒng)是準(zhǔn)備好運行(READY)狀態(tài)還是關(guān)閉(OFF),如圖42所示。
圖42 電力驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)
激活安全帶預(yù)緊器或安全氣囊時,奧迪節(jié)能與新能源汽車的高壓系統(tǒng)會自動解除。除此之外,在許多情況下,奧迪節(jié)能與新能源汽車的應(yīng)急救援?dāng)?shù)據(jù)表描述了解除高壓系統(tǒng)的單獨方法。
奧迪節(jié)能與新能源汽車通常具有直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC),12V系統(tǒng)可由高壓系統(tǒng)支持或供電。僅僅關(guān)閉點火開關(guān)并斷開12V蓄電池的連接,不足以讓高壓車輛安全地斷開高壓和12V系統(tǒng)。在這種情況下,斷開救援?dāng)嚅_點,可以解除車輛的高壓系統(tǒng)。
(1)通過救援?dāng)嚅_點斷開高壓系統(tǒng)
通過救援?dāng)嚅_點斷開高壓系統(tǒng)的步驟包括:①參見救援?dāng)?shù)據(jù)表,在前機(jī)艙內(nèi)找到救援?dāng)嚅_點,如圖43所示。②拔出救援?dāng)嚅_點上的紅色卡扣。③在壓住紅色卡扣的同時拉出黑色插頭直至其鎖定,如圖44所示。
圖43 在前機(jī)艙內(nèi)找到救援?dāng)嚅_點
圖44 斷開救援?dāng)嚅_點
(2)通過拔出熔絲斷開高壓系統(tǒng)
通過拔出熔絲斷開高壓系統(tǒng)的步驟包括:①參見救援?dāng)?shù)據(jù)表,在行李箱內(nèi)找到救援?dāng)嚅_熔絲的位置,拆下行李箱底板,如圖45所示。②拆下熔絲盒蓋,如圖46所示。③識別并拔出高壓熔絲,如圖47所示。奧迪e-tron純電動汽車和奧迪A8L TFSIe插電式混合動力汽車等新上市車型使用這種方法。
圖45 拆下行李箱底板
圖46 拆下熔絲盒蓋
圖47 拔出高壓熔絲
(3)斷開奧迪Q5 hybrid、A6 hybrid、A8 hybrid的高壓維修開關(guān)
奧迪Q5 hybrid、A6 hybrid、A8 hybrid配置高壓維修開關(guān),與其他奧迪節(jié)能與新能源汽車的高壓維修斷開插頭不同。這個高壓維修開關(guān)位于行李箱地板中間,必須先打開翻蓋,再取下下面的橙色橡膠保護(hù)帽。確切位置可以在救援?dāng)?shù)據(jù)表中找到。圖48和圖49顯示了該高壓維修開關(guān)的操作步驟。首先將拉桿向后拉,然后向上轉(zhuǎn)動并拉出。
圖48 將拉桿向后拉
圖49 向上轉(zhuǎn)動并拉出
(4)斷開12V蓄電池
為了將奧迪節(jié)能與新能源汽車的電源完全斷開,解除高壓后,必須斷開12V鉛酸蓄電池,如圖50所示??梢詮木仍?dāng)?shù)據(jù)表中獲取12V蓄電池的位置。如果要完全斷開12V蓄電池,必須斷開接地負(fù)極,否則有短路的風(fēng)險。同時要防止接地負(fù)極再次連接。如果12V蓄電池已經(jīng)斷開,則應(yīng)檢查車輛是否確實無電壓。危險警告燈或車內(nèi)照明的熄滅可以作為一個標(biāo)志。
圖5 TFSIe的外部標(biāo)識
圖50 斷開12V鉛酸蓄電池負(fù)極
(5)斷開輕度混合動力汽車(MHEV)的12V/48V鋰離子蓄電池
對于帶有48V車載電源的車輛,如果發(fā)生涉及安全帶預(yù)緊器或安全氣囊啟動的事故,48V車輛電氣系統(tǒng)會自動斷開。如果發(fā)生涉及安全帶張緊器或安全氣囊啟動的事故,也會自動斷開輕度混合動力汽車(MHEV)的12V鋰離子蓄電池。
在所有其他情況下,除了斷開12V鉛酸蓄電池外,還必須斷開12V或48V鋰離子蓄電池,以斷開車載電源。斷開蓄電池前,先關(guān)閉點火開關(guān)。
注意為了減少電弧的危害,建議采用以下步驟。以奧迪A4L為例,參照救援?dāng)?shù)據(jù)表,找到蓄電池后,第一步是斷開12V鉛酸蓄電池的負(fù)極。第二步再斷開鋰離子蓄電池,先斷開通訊插頭,再斷開負(fù)極,如圖51~54所示。對于48V鋰離子蓄電池,負(fù)極斷開時存在電弧殘留風(fēng)險。
圖51 向上轉(zhuǎn)動并拉出
圖52 找到蓄電池
圖53 斷開12V鉛酸蓄電池負(fù)極
圖54 斷開鋰電池通訊插頭和負(fù)極
如果連接到充電站的車輛發(fā)生事故,則無法確保充電過程中斷。應(yīng)通過從充電站拔下充電槍,確保充電過程的中斷。奧迪e-tron純電動汽車的充電插口/翻板位于前輪翼子板處,交流充電口在駕駛員側(cè),直流充電口在乘客側(cè)。為了將充電電纜與車輛分離,需要執(zhí)行以下工作步驟。
(1)斷開交流充電電纜
①用遙控鑰匙給車輛解鎖。②按壓充電翻板上的按鍵解鎖后,再按壓充電槍上的按鍵并拔出充電槍,使充電電纜與車輛斷開。③如果有故障無法解鎖,可手動應(yīng)急解鎖。打開前艙蓋,打開前機(jī)艙內(nèi)相應(yīng)側(cè)的蓋板,從支架上松開黃色的環(huán)并小心地拉動它,進(jìn)行應(yīng)急解鎖后,再按壓充電槍上的按鍵并拔出充電槍,充電槍與車輛斷開,如圖55~ 57所示。
圖55 車輛解鎖
圖56 拔出充電槍
圖57 應(yīng)急拔出充電槍
(2)斷開直流充電電纜
以奧迪Q2Le-tron純電動汽車為例:①用遙控鑰匙給車輛解鎖。②直流充電插頭被充電樁鎖定,按壓充電座上紅色箭頭指示的按鍵,停止充電,在充電樁上完成電費支付。③按壓充電槍上的按鍵并拔出充電槍,使充電電纜與車輛斷開。如圖58~ 60所示。
圖58 車輛解鎖
圖59 停止充電
圖60 拔出充電槍
如果車輛發(fā)生火災(zāi),注意區(qū)別動力蓄電池是否著火。如果車輛著火,但動力蓄電池沒有著火,與普通轎車一樣,所有常用的滅火介質(zhì)比如水、泡沫、二氧化碳和干粉都可用于混合動力車或者純電動車的火災(zāi)救援,嚴(yán)防高壓蓄電池進(jìn)水。如果車輛著火,動力蓄電池也著火,那么就需要盡可能用噴水方式來滅火,并使之冷卻下來。要保證有足量的水供使用,盡量避免水進(jìn)入動力蓄電池。