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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。
♦文/山东刘春晖
2014款宝马i8(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i8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i8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, 1PS=0.745kV\〇，最大扭矩 800N•m。其中，1.5L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100km/h 仅需4.8s，最高车速在电子装置的限制下为250km/h，而且百公 里平均油耗仅为3.76L。另外，2014款宝马i8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。
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i8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i8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i8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i8 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2高电压蓄电池单元的安装位置
2.技术数据
宝马i8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
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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i8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3.7V。表1列出了宝马i8高电压蓄电池重要技术数据。
表1宝马i8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3.7V和20Ah)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 460x305x330
冷却系统R1234yf(欧规)/R134a(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；8-12V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
高电压导线或高电压接口、12V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12V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60V。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12V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。
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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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March
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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i3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MHT1200)固定在高电压 蓄电池单元下方。宝马i8与宝马i3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i8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
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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i8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。
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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>12V车栽网络接口
在宝马i8高电压蓄电池单元上带有一个连接12V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30F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(+12V和接地)；
⑥ P T-CAN2。
(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
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;
宝马网
3-12V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）；2-12V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
72 MUTOR" C HINA
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