雷克薩斯UX300e動力電池的拆卸與安裝(上)

◆文/北京 馮永忠

動力電池的拆卸與安裝是新能源汽車更換動力電池的基本步驟，雷克薩斯UX300e純電動汽車其他部件的拆卸和安裝步驟與其他非電動雷克薩斯車型類似，但動力電池等高壓電氣系統(tǒng)除外。認識和理解雷克薩斯UX300e純電動汽車的高壓電氣系統(tǒng)功能和相關操作規(guī)范非常重要。雷克薩斯UX300e純電動汽車如圖1所示。

圖1 雷克薩斯UX300e純電動汽車

動力電池給驅動電機、電動空調壓縮機、DC/DC轉換器、電加熱器和帶轉換器的逆變器輸送高壓直流電。前大燈和組合儀表等所有其他傳統(tǒng)汽車電氣設備都由單獨的12V低壓蓄電池供電。

雷克薩斯UX300e純電動汽車設計了許多保護裝置，以確保355.2V高電壓的鋰離子動力電池在事故中保持安全。鋰離子動力電池由密封的單體電池組成，類似于某些電池驅動的電動工具和其他消費品中使用的可充電電池。電解液被電池板吸收，即使電池破裂，通常也不會泄漏。高壓電纜通過橙色絕緣層和接頭識別，與車上的金屬底盤絕緣。

在閱讀動力電池的拆卸與安裝步驟之前，先介紹如何識別雷克薩斯UX300e純電動汽車，以及動力電池等主要高電壓系統(tǒng)元件的位置和描述。

一、車輛識別

從外觀上看，雷克薩斯UX300e純電動汽車與傳統(tǒng)的雷克薩斯非電動UX車型幾乎完全相同。觀察車內車外和電機艙的圖示有助于識別車輛。車輛識別代碼(VIN)位于前風擋風玻璃罩左側下方、右側前排座椅下方的地板上和右側B柱上，如圖2所示。例如車輛識別代碼(VIN)的前八位是JTHAAABH，雷克薩斯UX300e純電動汽車由車輛識別代碼(VIN)的第五個字母是A標識。

圖2 車輛識別代碼(VIN)位置

根據車輛外觀特征及車身標識等信息，進行車輛的識別，如圖3所示。雷克薩斯(LEXUS)標識位于左右后車門上，UX300e標識位于尾門上，快速充電口位于左后側板上，如圖4所示。普通慢速充電口位于右后側板上，如圖5所示。

圖3 外部標識

圖4 快速充電口

圖5 普通慢速充電口

位于方向盤后面儀表板上的電表、就緒(READY)指示燈、充電指示燈和警告燈等儀表，雷克薩斯UX300e與傳統(tǒng)雷克薩斯非電動UX車型上的儀表不同，如圖6所示。注意如果車輛關閉，儀表盤儀表將熄滅，而不是點亮。電機艙通過橙色電纜識別，如圖7所示。

圖6 組合儀表標識

圖7 橙色電纜識別

二、電氣元件的位置和描述

高電壓系統(tǒng)元件包括動力電池、驅動電機、電動空調壓縮機、DC/DC轉換器和帶轉換器的逆變器，低電壓系統(tǒng)元件主要介紹低壓蓄電池，電氣元件位置如圖8和圖9所示，具體描述列于表1。

表1 電氣元件的具體描述

圖8 電氣元件位置-1

圖9 電氣元件位置-2

三、動力電池

雷克薩斯UX300e純電動汽車配備了一個高電壓的動力電池總成，其中包含密封的鋰離子單體電池。動力電池總成密封在一個殼體中，并牢固地安裝在地板下，外殼與高電壓絕緣，如圖10所示。

圖10 動力電池

動力電池電池組由動力電池總成、1號動力電池盒、2號動力電池盒、電池控制單元、電池冷卻風扇、電池電壓傳感器及維修塞等組成，如圖11所示。

圖11 動力電池電池組

動力電池總成由288個3.7V的低壓鋰離子單體電池組成，這些單體電池串并聯(lián)產生約355.2V的電壓，如圖12所示。動力電池的技術規(guī)范列于表2。

圖12 動力電池總成

表2 動力電池技術規(guī)范

每個鋰離子單體電池都不能溢出電解液，密封在一個殼體內。鋰離子單體電池中使用的電解液為易燃有機電解液。電解液被單體電池分隔裝置吸收，即使發(fā)生碰撞，通常也不會泄漏。

四、高壓安全

動力電池總成給高壓電氣系統(tǒng)輸送直流電。從車輛底板下的動力電池總成開始，正極和負極橙色高壓電纜連接驅動電機和帶DC/DC轉換器的逆變器。逆變器包含一個為電機供電的電路，該電路將動力電池總成的355.2V直流電升壓并逆變?yōu)?00V交流電。帶轉換器的逆變器產生三相交流電為電機供電。高壓電纜從帶轉換器的逆變器連接到驅動電機、電加熱器和電動空調壓縮機。高壓安全系統(tǒng)可以幫助車內乘員和應急響應人員免受高壓電的傷害。

連接動力電池總成的正極和負極高壓電纜由12V常開系統(tǒng)主繼電器②控制，如圖13所示。當車輛關閉時，繼電器會阻止電流從動力電池流出。打開電源開關和車輛運行時，繼電器閉合，電流從動力電池流出，如圖14所示。

圖13 關閉車輛時的高壓安全系統(tǒng)電路圖

圖14 打開電源開關和車輛運行時的高壓安全系統(tǒng)電路圖

正極和負極高壓電纜均與金屬車身絕緣，高壓電流流過這些電纜，而不是流過金屬車身。金屬車身與高壓元件絕緣，因此可以安全接觸。

在車輛運行時，電動汽車整車控制電腦的接地故障監(jiān)測器持續(xù)監(jiān)測金屬底盤的高壓漏電。如果檢測到高壓系統(tǒng)發(fā)生故障，電動汽車整車控制電腦將點亮組合儀表中的主警告燈，并在多功能信息顯示屏上指示“EV系統(tǒng)故障”。

在足以激活安全氣囊的碰撞中，動力電池總成繼電器將自動斷開，以停止流出電流。還可以通過拔下高壓維修塞，切斷高壓電路，如圖15所示。

圖15 拔下高壓維修塞

警告車輛關閉或停用后，高壓系統(tǒng)可能會保持通電長達10min。為防止嚴重燒傷或觸電造成重傷或死亡，請勿觸摸、切割或打開任何橙色高壓電力電纜或高壓元件。

五、動力電池的拆卸

進行高電壓作業(yè)時，用A4紙先打印以下指示牌，作業(yè)負責人簽字后，放在車頂，如圖16所示。操作人員要戴好絕緣手套等防護裝備，使用絕緣工具。

圖16 高電壓作業(yè)指示牌

1.關閉電源開關

按一下電源開關，“READY”指示燈熄滅，關閉車輛系統(tǒng)，如圖17所示。

圖17 關閉電源開關

2.從空調制冷系統(tǒng)中回收制冷劑

(1)打開電源開關。

(2)按表3所示的工況，操作電動空調壓縮機。這會使來自空調系統(tǒng)各零部件的大部分壓縮機油收集在電動空調壓縮機中。

表3 參數(shù)及工況

(3)關閉電源開關。

(4)使用制冷劑回收裝置從空調制冷系統(tǒng)中回收制冷劑。

3.斷開12V低壓蓄電池負極電纜

松開螺母，從12V低壓蓄電池負極樁頭斷開電纜，如圖18所示。

圖18 斷開12V低壓蓄電池負極電纜

4.拆卸動力電池維修口外蓋板

拆下4個卡子，再拆下動力電池維修口外蓋板，如圖19所示。

圖19 拆卸動力電池維修口外蓋板

5.拆卸動力電池維修口內蓋板

拆下4條螺栓，拆下動力電池維修口內蓋板，如圖20所示。

圖20 拆卸動力電池維修口內蓋板

6.拆卸動力電池維修塞蓋

拆下4條螺栓，拆下動力電池維修塞蓋，如圖21所示。

7.拆卸動力電池維修塞

戴好絕緣手套等防護用具，如箭頭所示，按照圖22中所示的順序旋轉維修塞手柄，拆下動力電池維修塞手柄。

8.拆卸逆變器端子蓋

戴好絕緣手套，拆下2條螺栓，松開導桿并拆下端子蓋，如圖23所示。注意不要觸摸接頭的防水密封件，不要讓任何異物或水進入帶轉換器的逆變器。

圖23 拆卸逆變器端子蓋

9.測量逆變器端子電壓

戴好絕緣手套，使用直流750V或更大測量范圍的萬用表測量兩相接頭端子之間的電壓，測量標準值0，如圖24所示。注意不要讓任何異物或水進入帶轉換器的逆變器。

圖24 測量逆變器端子電壓

10.拆卸動力電池蓋鎖閂

使用維修塞手柄，拆下兩個動力電池蓋鎖閂，如圖25所示。

圖25 拆卸動力電池蓋鎖閂

11.拆卸前下護板

拆下3條螺栓、4個螺母和動力電池前下護板，如圖26所示。

圖26 拆卸前下護板

(未完待續(xù))