四、內(nèi)部結構
1.電氣和電子組件
通過圖20所示的電路圖中可以看出,除匯集在六個電池模塊內(nèi)的電池本身外,寶馬i8的高電壓
蓄電池單元還包括的電氣/電子部件有:

①蓄能器管理電子裝置SME控制單元;
②十二個電池監(jiān)控電子裝置(電池監(jiān)控電路CSC);
③帶接觸器、傳感器和過電流熔絲的安全盒。
除電氣組件外,高電壓
蓄電池單元還包括制冷劑管路、冷卻通道以及電池模塊的機械固定元件。
(1)蓄能器管理電子裝置SME
針對高電壓
蓄電池使用壽命的要求比較嚴格(車輛使用壽命)。為了滿足這些要求,不能隨意使用高電壓
蓄電池。而是必須在嚴格規(guī)定的范圍內(nèi)使用高電壓
蓄電池,從而確保其使用壽命和功率最大化。相關邊界條件如下:
①在最佳溫度范圍內(nèi)運行電池(通過冷卻以及根據(jù)需要限制電流強度);
②根據(jù)需要均衡所有電池的充電狀態(tài);
為了遵守這些邊界條件,在寶馬i8的高電壓
蓄電池單元內(nèi)帶有一個控制單元即蓄能器管理電子裝置SME. SME控制單元需要執(zhí)行以下任務:
①由電機電子裝置EME根據(jù)要求控制高電壓系統(tǒng)的啟動和關閉;
②分析有關所有電池的電壓和溫度以及高電壓電路內(nèi)電流強度的測量信號;
④確定高電壓
蓄電池的充電狀態(tài)(SOC)和老化狀態(tài)(SoH)。
⑤確定高電壓
蓄電池的可用功率并根據(jù)需要對電機電子裝置提出限制請求;
⑥安全功能(例如電壓和溫度監(jiān)控、高電壓觸點監(jiān)控,絕緣監(jiān)控);
⑦識別出故障狀態(tài),存儲故障代碼存儲器記錄并向電機電子裝置發(fā)送故障狀態(tài)。
原則上SME控制單元可通過診斷系統(tǒng)做出響應并進行編程。進行故障查詢時必須清楚,在SME控制單元的故障代碼存儲器內(nèi)不僅可存儲控制單元故障,而且還可查閱高電壓
蓄電池單元內(nèi)其他組件的故障記錄。這些故障代碼存儲器記錄根據(jù)嚴重程度和尚可提供的功能分為不同類型。
①立即關閉高電壓系統(tǒng):因出現(xiàn)故障影響高電壓系統(tǒng)安全或產(chǎn)生高電壓
蓄電池損壞危險時,就會立即關閉高電壓系統(tǒng)并斷開電動機械式接觸器觸點。之后駕駛員可讓車輛滑行并停在路面上。通過12V車載網(wǎng)絡提供能量確保轉向助力、制動助力和DSC調節(jié)。
②限制功率:高電壓
蓄電池無法繼續(xù)提供最大功率或全部能量時,為了保護組件會限制驅動功率和可達里程。此時駕駛員可在驅動功率明顯降低的情況下繼續(xù)行駛較短距離,可行駛至最近的寶馬維修站點,或將車輛停放在所選地點。
③對客戶沒有直接影響的故障:例如SME或CSC控制單元之間的通信短時受到干擾時,不表示功能受限或危及高電壓系統(tǒng)安全。只會產(chǎn)生一個故障代碼存儲器記錄,必須由寶馬維修站點通過診斷系統(tǒng)對該記錄進行分析。在此不顯示檢查控制信息。不會影響客戶所使用的功能。
從高電壓
蓄電池單元外部無法接觸到SME控制單元。為在出現(xiàn)故障時更換SME控制單元,必須事先打開高電壓
蓄電池單元。
SME控制單元的電氣接口是:SME控制單元12V供電(車內(nèi)配電盒的
總線端30F和總線端31);接觸器12V供電(
總線端30碰撞信號);PT-CAN2;局域CAN1和2;車身域控制器BDC喚醒導線;高電壓觸點監(jiān)控輸入端和輸出端;制冷劑循環(huán)回路內(nèi)的截止和膨脹組合閥控制導線;制冷劑溫度傳感器。
由一個專用的12V導線為高電壓
蓄電池單元內(nèi)的接觸器供電,該導線稱為
總線端30碰撞信號,簡稱為
總線端30C。總線端名稱中的C表示發(fā)生事故(碰撞)時關閉該12V電壓。該導線是安全型
蓄電池接線柱的一個(第二個)輸出端,即觸發(fā)安全型
蓄電池接線柱時也會斷開該供電導線。
此外該導線穿過高電壓安全插頭,因此關閉高電壓系統(tǒng)供電時也會關閉接觸器供電。因此在上述兩種情況下,高電壓
蓄電池單元內(nèi)的兩個接觸器會自動斷開。
局域CAN1使SME控制單元與電池監(jiān)控電子裝置CSC相互連接(另見下章)。局域CAN2用于實現(xiàn)SME控制單元與S盒之間的通信,通過該總線可傳輸測量的電流強度等信息。
(2)電池模塊
如圖21所示,高電壓
蓄電池單元由六個串聯(lián)連接的電池模塊構成,每個電池模塊都分配了兩個電池監(jiān)控電子裝置。電池模塊自身由十六個串聯(lián)連接的電池構成,每個電池的額定電壓為3.7V,額定電容量為20Ah。電池模塊的順序是固定的,從前部下方開始。
電池監(jiān)控電子裝置名稱中的“+”或 “一”表示電池監(jiān)控電子裝置安裝在電池模塊的正極側或負極側。
注意:更換電池模塊時必須按順序進行,因為該順序存儲在診斷系統(tǒng)內(nèi)用于將來進行分析。
(3)電池監(jiān)控
每個高電壓
蓄電池單元內(nèi)都帶有電池監(jiān)控電子裝置(圖22)。為確保寶馬i8所用鋰離子電池正常運行,必須遵守特定邊界條件:電池電壓和電池溫度不允許低于或高于特定數(shù)值,否則可能導致電池持續(xù)損壞。因此高電壓
蓄電池單元帶有十二個研發(fā)名稱為電池監(jiān)控短路CSC的電池監(jiān)控電子裝置。
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