2024年3月14日发(作者：奥迪q2l配置参数)

栏目编辑：刘玺 *****************?

Master the Basics

基础知识讲座

刘春晖(本刊编委会委员1

高级工程师/副教授，现任山东华宇工学院汽车工程学院汽车服务工程教研

室主任，有多年的一线汽车电气系统、电子控制系统维修工作经验。现从

事汽车类专业学生专业课的教学工作。在各级汽车维修类杂志上公幵发表

论文30篇，出版汽车维修类图书23部。

2014款宝马

i

8高电压蓄电池单元(一}

?文/山东刘春晖

2014款宝马

i

8(图1)是混合动力双门超级跑车，其采用了动

感的前保险杠和经典的散热格栅设计，传承了宝马一贯的家族

理念。在动力系统方面，2014款宝马

i

8搭载了高性能的混合动力

系统，突出了车辆超强的动力性能。2014款宝马

i

8所使用的插

入式混合动力系统由两台电动机和一台涡轮增压汽油发动机构

成，最高输出功率345马力(符号

PS

, 1

PS

=0.745

kV

〇,最大扭矩

800

N

?

m

。其中，1.5

L

排量三缸汽油发动机使用了燃油直喷和可

变进气涡轮增压技术，将动力输出至车辆的后轮。两台电动机将

动力传递至前轮。在强劲动力的驱动下,从静止加速到100

km/h

仅需4.8

s

,最高车速在电子装置的限制下为250

km

/

h

,而且百公

里平均油耗仅为3.76

L

。另外，2014款宝马

i

8还可以支持纯电力驱

动方式，从而实现真正意义上的零排放。

与内燃机机械连接，可完全独立于内燃机进行控制。通过回收利

用制动能量也可为高电压蓄电池充电。另一个电机位于内燃机皮

带传动机构内。通过该高电压启动发电机也可在回收利用制动能

量时为高电压蓄电池输送电能。此外通过高电压启动发电机还可

启动内燃机。

在带有电动驱动装置的车辆上，高电压蓄电池相当于内燃机

驱动车辆的燃油箱。为使宝马

i

8达到预期可达里程，需要存储的

能量经过相应计算。这决定了蓄能器的容积和质量。高电压蓄电

池单元位于宝马

i

8

Life

模块下方。这样可对一些车辆特性产生积

极影响：①由于安装位置较低降低了车辆重心，因此尤其可减小

转弯行驶时的侧倾；②与传统车辆相比，车内空间不会因高电压

蓄电池单元受到限制；③维修时易于接近高电压蓄电池单元，因

此可减少修理费用；④由于安装位置居中使得质量分布方式比较

有利。

图1宝马丨8外观

一、高电压蓄电池单元简介

1.性能介绍

宝马

i

8高电压蓄电池单元电动驱动装置的蓄能器，配备两个

可为高电压蓄电池充电的电机，宝马

i

8高电压蓄电池单元的安装

位置如图2所示。其中一个电机位于前桥处并驱动前桥。该电机不

图2高电压蓄电池单元的安装位置

2.技术数据

宝马

i

8的高电压蓄电池单元由带有实际电池的电池模块、电

池监控电子装置、安全盒(

S

盒)、蓄能器管理电子装置

SME

控制单

元、两件式热交换器、导线束、接口(电气、制冷剂、排气)、壳体和

2021/03 ?賴挪舞藏 69

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the

Basics

固定部件等主要组件构成。

电池由韩国公司

Samsung

SDI

向宝马

Dingolfing

工厂提供。

在此将电池组装成电池模块并与其他组件一起安装为完整的高

电压蓄电池单元。

SME

控制单元和电池监控电子装置的制造商是

P

「

eh

公司。

在宝马

i

8高电压蓄电池内使用的蓄电池组属于锂离子电池类

型(电池类型为

NMCo

/

LM

〇混合)。锂离子电池的阴极材料基本上

是锂金属氧化物。“

NMCo

/

LMO

混合”这一名称说明了这种电池

类型使用的金属：一方面是镍、锰和钻的混合物，另一方面是锂锰

氧化物。

通过选择阴极材料优化了电动车所用高电压蓄电池特性(能

量密度较高、使用寿命较长)。像往常一样使用石墨作为阴极材料，

放电时锂离子存储在石墨内。根据蓄电池内使用的材料，电池额

定电压为3.7

V

。表1列出了宝马

i

8高电压蓄电池重要技术数据。

表1宝马

i

8高电压蓄电池重要技术数据

参数

参数范围

电压(

V

)355(额定)268~393(电压范围）

电池

96个电池串联(每个电池均为3.7

V

和20

Ah

)

最大可存储能量(

kWh

)7.1

最大可用能量(

kWh

)5.1

最大功率(

kW

,放电）

105(短时)，最低28(持续）

最大功率(

kW

，

交流电充电）

3.6

总质量(

kg

)98

尺寸(

mm

)

1 460

x

305

x

330

冷却系统

R

1234

yf

(欧规)/

R

134

a

(

R

〇

W

)

1-高电压接口； 2-带有高电压蓄电池单元警告说明的维修盖；3-标注技

术数据的型号铭牌；4-排气单元；5-后桥模块；6-上半部分壳体；7-

下半部分売体；8-12

V

车载网纟

S

接口，与车辆通信；9-膨胀和截止组合阀；

10-制冷剂管路；11_前桥模块。

图3高电压蓄电池单元接口

70

IVIOTOR-CHINA

■

March

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高电压导线或高电压接口、12

V

车载网络接口、制冷剂管路或

制冷剂接口、提示牌、排气单元是高电压蓄电池单元(图3)最重要

的外部特征。高电压蓄电池单元除高电压接口外还有一个12

V

车

载网络接口。此外还为集成在高电压蓄电池单元内的控制单元提

供电压、总线信号、传感器信号和监控信号。为对高电压蓄电池进

行冷却将其接入制冷剂循环回路内。

高电压蓄电池单元上的提示牌向进行相关组件作业的人员说

明所用技术及可能存在的电气和化学危险。

注意：高电压蓄电池单元的电压远远高于60

V

。因此进行任

何高电压蓄电池单元作业前都必须遵守电气安全规定：①切换为

无电压；②防止重新接通；③确定系统无电压。

无法通过组合仪表准确确定系统无电压时，不允许在车辆上

继续作业。会有生命危险！之后必须由电气专业人员使用相应测

量仪器/测量方法确定系统无电压。在此情况下必须联系技术支持

部门，此外必须隔离车辆并用隔离带隔开车辆。

可在无需拆卸高电压蓄电池单元的情况下断开导线(高电压

和12

V

车载网络接口)和制冷剂管路。

高电压蓄电池单元位于车内空间以外。如果由于严重故障导

致电池产生过压，不必通过排气管向外排出所产生的气体。通过

高电压蓄电池单元壳体上的一个排气单元便可进行压力补偿。所

用高电压安全插头(售后服务时断开连接)不是高电压蓄电池单元

的组成部分。它位于发动机室盖下方。高电压网络内高电压蓄电池

单元的系统电路图如图4所示。

?

,

?

? ?齡

b_

1-电气加热装置；2-电动制冷剂压缩机

EKK

; 3-电机；4-电机电子装

置

EME

; 5-蓄能器管理电子装置

SME

; 6-高电压蓄电池单元；7-高电

压启动发电机；8-增程电机电子装置

REME

; 9-充电插座。

____________

图4高电压网络内高电压蓄电池单元的系统电路图

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二、髙电压蓄电池的外部特征

1.机械接口

高电压蓄电池单元的壳体通过八个螺栓固定在宝马

i

3的

D

「

ive

模块上。通过这种方式可使重力以及行驶期间产生的加速

力作用在车身上。固定螺栓无法直接从下方接触到，因此必须事

先拆卸多个底部饰板以及前桥和后桥模块的推力缓冲板。拆卸高

电压蓄电池单元时必须首先进行维修说明中规定的所有准备工作

(诊断、切换为无电压、拆卸底部饰板等)。松开固定螺栓前必须将

下降高度专用工具(可移动总成升降台

MHT

1200)固定在高电压

蓄电池单元下方。宝马

i

8与宝马

i

3不同，不通过另一个电位补偿螺

栓而是通过安装螺栓在壳体与

Drive

模块之间建立电气连接。

高电压蓄电池单元壳体与接地(=

D

「

ive

模块)之间的低电阻

连接是确保自动绝缘监控功能正常运行的重要前提条件。因此应

注意所有安装螺栓的拧紧力矩是否正确。此外还应注意，无论是

高电压蓄电池单元壳体还是

Drive

模块都不允许在相应开孔处涂

漆、腐蚀或有污物。固定安装螺栓前必须根据需要露出裸露金属，

因为

Drive

模块带有

KTL

涂层(阴极电泳涂漆)。

高电压蓄电池单元固定方式如图5所示，固定安装螺栓时必

须遵守准确的工作步骤：①清洁接触面并让第二个人进行检查；②

按规定力矩拧紧安装螺栓；③让第二个人检查扭矩；④两人必须将

准确工作情况记录在车辆档案内。

1-前桥模块；2-高电压蓄电池单元；3-后桥模块；4-安装螺栓；5-推力

缓冲板。

图5高电压蓄电池单元固定方式

Drive

模块即底盘构成了集成有高电压蓄电池单元的稳定基

5出。

D

「

ive

模块目

I

」?和后!/而的招合金碰撞主动式结构确保发生正

面和尾部碰撞时提供额外安全保护。为了提供最佳保护将高电压

蓄电池单元安装在车辆底部，因为发生碰撞事故时车辆在此区域

内的变形程度最小。发生侧面碰撞时，

Life

模块的碰撞特性也有助

于保护高电压蓄电池单元，因为在此已吸收大部分能量不会使其

传输至蓄能器。高强度

CFK

乘员区和

Drive

模块内的智能化作用

力分配共同构成了最佳乘员保护的前提条件。

在宝马

i

8的高电压蓄电池单元上装有三个提示牌(图6):即一

个型号铭牌和两个警告提示牌。型号铭牌提供逻辑信息(例如零件

编号)和最重要的技术数据(例如额定电压)。两个警告提示牌提醒

注意高电压蓄电池单元采用锂离子技术且电压较高以及可能存在

的相关危险。

图6高电压蓄电池单元壳体上的提示牌

拆卸维修盖后，售后服务人员便可从内部轻松插上和拔下高

电压接口上的高电压导线。

在此必须更换维修盖密封件，从而确保高电压蓄电池单元可

靠密封。

2.电气接口

(1>高电压接口

如图7所示，在高电压蓄电池单元上带有一个2芯高电压接

口，高电压蓄电池单元通过该接口与高电压车载网络连接。

1-带高电压触点监控电路内电桥接口的插孔；2-机械滑块；3-排气单元;

4-高电压导线触点；5-接触保护；6-屏蔽触点。

图7高电压蓄电池单元上部接口

2021/03 ?斑蘇 71

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the

Basics

高电压接口的结构如图8所示，围绕高电压导线的两个电气

触点各有一个屏蔽触点。这样可使高电压导线屏蔽层(每根导线各

有一个屏蔽层)一直持续到高电压蓄电池单元壳体内，从而有助于

确保电磁兼容性

EMV

。此外高电压接口还可防止接触导电部件。

触点本身带有塑料外壳，从而防止直接接触，只有连接导线时才

压开外套并进行接触。

塑料滑块用于机械锁止插头。此外它还是安全功能的组成

部分：未连接高电压导线时，滑块盖住高电压触点监控电桥的接

口。只有按规定连接了高电压导线且插头已卡止时，才能接触到

该接口并插上电桥。这样可以确保，只有连接了高电压导线时

高电压触点监控电路才会闭合。该原理适用于宝马

i

8的所有扁平

高电压接口 (高电压蓄电池单元、电机电子装置和增程电机电子

装置)。

因此只有连接所有高电压导线后，高电压系统才会启用。这

样可以额外防止接触可能带电的接触面。与高电压蓄电池单元的

所有其他组件一样，高电压接口可作为单独部件进行更换。

? ?

1-已插上高电压导线的高电压接口； 2-已松开高电压导线的高电压接口；

3-高电压触点监控电桥（已插上）；4-机械滑块；5-高电压导线的高电压

插头；6-高电压接口； 7-高电压触点监控电桥（已松开

图8高电压接口

(2>12

V

车栽网络接口

在宝马

i

8高电压蓄电池单元上带有一个连接12

V

车载网络带

有

SME

控制单元导线接口和膨胀和截止组合阀控制接口的接口

(图 9)。

SME

控制单元接口带有的导线有：

① 通过总线端30

F

和总线端31为

SM

E

控制单元供电；

② 总线端30碰撞信号，用于为电动机械式接触器供电；

③ 车身域控制器唤醒导线；

④ 高电压触点监控导线的输入端和输出端；

⑤ 用于控制截止和膨胀组合阀的输出端(+12

V

和接地

)；

⑥

PT

-

CAN

2。

(3>高电版安令插头

宝马丨8的高电压安全插头(售后服务时断开连接)不是高电压

72

MUTOR\" CHINA

March

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1-膨胀和截止组合阀电气接口； 2-高电压蓄电池单元的下半部分壳体;

3-12

V

车载网络接口； 4-制冷剂抽吸管路接口； 5-制冷剂压力管路接口;

6-膨胀和截止组合阀。

图9高电压蓄电池单元下部接口

蓄电池单元的直接组成部分，其安装位置如图10所示，而是作为

独立部件安装在发动机室盖下方。高电压安全插头也执行关闭高

电压系统供电和防止重新接通两项任务。

1-高电压安全插头（售后服务时断开连接）；2-12

V

蓄电池；3-制动液补

液罐。

图10高电压安全插头安装位置

高电压安全插头或插接的电桥是高电压触点监控电路的一

部分。如果将高电压安全插头的插头和插孔彼此拉开，高电压触

点监控电路就会断路。

注意：高电压安全插头的插头和插孔无法完全彼此拉开。两

个部分以机械方式连接在一起，以防彼此拉开。将两个部分彼此

拉开至能够使用挂锁固定住以防重新接通的程度，便可断开高电

压触点监控电路。

(木完待续）

E

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电压,蓄电池,单元