BMWF49PHEV混合动力电动汽车-高压电池第2部分-冷却

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高压电池排气装置


排气系统


排气系统有两个工作第一个任务是补偿高压电芯内外的大压差。这种压力差仅在某些电池单元损坏时才会出现。在这种情况下,出于安全原因,损坏的电池单元的电池模块外壳被打开以释放压力。气体首先存在于高压电池单元壳体中,然后通过排气单元排出到外部。此外,如果热交换器泄漏并且制冷剂溢出,压力会增加。


排气系统的第二个作用是将高压电池单元内部产生的冷凝水输送到外部。除了技术部件外,高压电池还含有空气。


当使用环境温度较低的制冷剂或启动冷却功能来冷却空气或外壳时,空气中的部分水蒸气会凝结。因此,高压电池内部可能会形成少量液态水。这对功能没有影响。


当空气或外壳再次被加热时,水再次蒸发,外壳内的压力略有增加。排气系统通过将热空气排出到外部来提供压力补偿。此时,空气中含有的水蒸气与先前的液体冷凝物一起被排出到外部。


为了完成上述任务,排气系统具有可渗透空气但不渗透水的膜。高压电池单元的隔膜上方有一个主轴,当过电压较高时,该主轴会损坏隔膜。隔膜上方有一个两件式盖子,可防止较大的污染物进入。


排气装置安装在壳体顶部。


提示1


我们的售后服务部门可以将通风装置作为一个完整的装置进行更换。如果排气系统出现机械损坏,建议您更换排气系统。


如果高压电池单元外壳顶部也损坏,请联系授权技术支持人员以确定适当的维修计划。


提示2


使用EoS测试仪进行最终测试时,必须使用F49PHEV排气装置的测试适配器。


高压电池制冷剂循环回路接口


制冷剂循环回路接口


高压电池连接到供暖和空调系统的制冷剂回路以冷却机组。为了根据需要进行冷却,高压电池单元配备了电控复合膨胀阀和截止阀。


组合式膨胀阀和截止阀通过刚性绞线连接到SME控制单元,并直接由该控制单元激活。当电源中断时,阀门关闭并防止制冷剂进入高压电池单元。该阀门仅识别“关闭”和“打开”位置。制冷剂流入量受到热调节。


高压电池冷却系统


概述


为了最大限度地延长高压电池的使用寿命并实现最大输出,电池必须在其指定的温度范围内运行。高压电池通常在-40C至+55C的温度范围内运行。从温度特性来看,高压电池芯属于惰性系统。这意味着电池需要几个小时才能达到环境温度。短暂停留在极热或极冷的环境中并不意味着电池已达到环境温度。


然而,就使用寿命和功率而言,电池温度范围明显缩小。范围为+25C至+40C。如果在高功率输出时电池温度持续大幅超过此范围,则会影响电池组的使用寿命。为了消除这些影响并确保在所有环境温度条件下实现最大功率输出,F49PHEV的高压电池单元具有自动冷却功能。


F49PHEV未安装高压电池单元加热器。


F49PHEV标配高压电池冷却系统。为此,它连接到供暖和空调系统的制冷剂回路。


高压电池组冷却系统


上图为F49PHEV高压电池单元的制冷剂循环回路和冷却剂循环回路。高压电池单元由冷却剂直接冷却,冷却剂循环回路和制冷剂循环回路通过冷却剂-制冷剂热交换器连接。


因此,空调系统中的制冷剂循环回路由两个并联的支路组成。一个用于冷却车辆内部,另一个用于冷却高压电池单元。两个分支各有一个组合膨胀阀和隔离阀,以相互独立地控制空调功能。电池管理电子设备施加电压来激活和打开冷却装置的膨胀阀和截止阀。


检查组合阀。这迫使制冷剂进入冷却装置,流经高压电池的冷却剂在冷却装置中膨胀、蒸发并冷却。车辆内部也会根据需要进行冷却。热交换器前面的组合膨胀阀和截止阀也可以通过EME进行电动激活。


电动冷却液泵通过冷却液回路供应冷却液。如果冷却剂的温度低于电池模块的温度,则可以仅使用冷却剂的循环流来冷却电池模块。冷却液温度升高,不足以将电池模块温度保持在预期范围内。


因此,必须降低冷却剂的温度,并且需要冷却剂-制冷剂热交换器。这是高压电池冷却剂回路和空调系统制冷剂回路之间的接口。


当冷却装置的膨胀阀和截止阀被电动激活并打开时,液态制冷剂流入冷却装置并蒸发。这是流经冷却剂回路的冷却剂,因为它从周围空气中吸收热量。电动空调压缩重新压缩制冷剂并将其传递到电容器,在那里它恢复为液体形式。


因此制冷剂可以再次吸收热量。


冷却系统特点


冷却系统可以实现两种工作状态


•冷却系统关闭


•冷却系统已开启


这些操作状态主要根据电池温度、环境温度以及高压电池消耗或提供的功率来激活。SME控制单元根据输入参数确定所需的操作状态。


下图显示了输入参数、SME控制单元的作用以及用于控制的执行器。


“冷却系统关闭”运行状态


当电池温度低于范围时,将激活“冷却系统关闭”操作状态。当车辆在中等环境温度下以低功率运行时,通常会激活该操作状态。“冷”运行状态非常高效,因为不需要其他能量来冷却高压电池。


相关组件的工作原理如下


•当车内需要冷却时,电动空调压缩机将不运行或以降低的功率运行。


•冷却装置的组合膨胀阀和截止阀以及电动冷却剂泵关闭。


“冷却系统开启”运行状态


当电池组电池温度升至约30C时,高压电池开始冷却。SME控制单元根据两个优先级向IHKA控制单元发送冷却请求然后,IHKA决定是否冷却车辆内部、高压电池单元或两者。如果SME提出低优先级冷却请求,而车辆具有较高的内部空间冷却要求,IHKA可能会拒绝提议的冷却请求。但是SM


E当存在高优先级冷却请求时,始终对高压电池进行冷却。


为了冷却,IHKA需要在电机电子设备内安装高压电源管理系统来为电动空调压缩机供电。


在冷却操作中,组件的行为如下


•SME控制单元的冷却请求


•经过IKHA批准后,SME控制单元将启动电动冷却剂泵(如果未启动)以及冷却装置的组合膨胀阀和截止阀。这样,阀门打开,制冷剂进入冷却单元。


•电动空调压缩机运行。


这个过程需要来自高压电气系统的能量,但最重要的是,它确保了电池的长使用寿命和高效率。


如果电池温度明显低于工作温度20C,功率将暂时受到,能量转换效率也将不理想。这是锂离子电池不可避免的化学效应。


如果F49PHEV长时间停放在极冷的环境温度条件下,电池组电芯将变得与环境温度一样冷。在这种情况下,在驱动开始时可能无法获得最大电力驱动功率。然而,客户不会注意到这一点,因为车辆由内燃机提供动力。


冷却系统组件


热交换器


在高压电池单元内部,冷却剂流过管道和冷却通道。通过进气管流入的冷却液经过高压电池单元接口进入两根管道。低温冷却剂首先流经热交换器外部的四个冷却剂通道,吸收电池模块的热量,在热交换器的另一端收集,然后通过冷却的电池模块返回到被冷却的电池模块。中心有4个通道。


该换热器采用单层结构,导热性能好,比重低,由八个多接口管道组成。在一定范围内,优化最大模块支撑力22kN,保证足够的导热性能,同时不损坏电池模块和热交换器。导体和电池模块之间的热阻非常小。


换热器经过压降试验、密封性试验、爆破压力试验、振动试验等一系列部件试验。所有这些都将在汽车级测试和验证过程中得到进一步优化。


为了使冷却通道从电池模块散热,必须以均匀分布的力将冷却通道的整个表面压在电池模块上。


该压力由嵌入冷却剂通道中的弹簧条产生。弹簧杆适应电池模块和下半壳的几何形状。


热交换器的弹簧杆支撑在高压电池单元外壳的下部,将冷却剂通道推入电池模块。


提示1


冷却液管路、冷却液通道和弹簧杆一起形成一个单元,可以在维修期间单独更换。为简单起见,该装置也称为热交换器,但不应与传统车辆前部的热交换器混淆。


热交换器是相对薄壁的部件。一方面它具有优异的导热性能,但另一方面也导致机械稳定性差。安装时这并不是一个缺点,因为高压电池外壳可确保机械稳定性。但是,在维护期间对热交换器进行操作时要特别小心。


提示2


更换热交换器时,必须严格遵守维修说明并格外小心。


电动冷却液泵


高压电池单元冷却液回路中的电动冷却液泵的额定功率为50W。电动冷却液泵通过安装在高压电池右后角的冷却装置上的支架固定。


电池管理电子设备使用脉宽调制信号根据需要激活电动冷却液泵。前手套箱中的配电箱通过端子30B供电。


冷却装置


冷却单元使用制冷剂来冷却高压电池单元的冷却剂回路中的冷却剂。这就是冷却装置由冷却剂-制冷剂热交换器以及膨胀阀和截止阀组合而成的原因。SME控制单元通过直接线路控制组合膨胀阀和截止阀。电激活设备可识别两种状态


•0V的激活电压意味着阀门保持关闭状态。


•12V的激活电压表明阀门打开。


与供暖和空调系统中的传统膨胀阀一样,这些膨胀阀和截止阀通过热力调节其开度,即根据制冷剂温度自动调节其开度。


当膨胀阀和截止阀打开时,制冷剂进入冷却装置,然后膨胀并蒸发,从而吸收周围环境的热量。该原理也适用于冷却在冷却单元的第二循环回路中流动的冷却剂。


冷却液膨胀箱


冷却液膨胀箱位于高压电池单元的左侧,只有在拆下部分行李箱饰板后才能看到。


膨胀水箱未配备电子液位传感器。但在维护和保养过程中必须小心。例如,由于没有安装电子液位传感器,因此无法立即识别冷却系统中的冷却剂损失。冷却液损失可能导致电池组电池温度超出正常工作范围。SME检测冷却液损失、降低功率并发出适当的检查控制消息。在排除故障时,售后服务部门人员应检查以下缺陷原因


•由于泄漏导致冷却液损失。


•冷却液泵不工作。


•冷却剂管道或连接损坏。


•需要冷却的组件发生故障。


暗示


冷却系统温度过高的原因有多种,包括冷却液损失。因此,在排除故障时,应系统地检查冷却系统的各个部件。


对于电机电子设备的冷却剂回路,通风系统的操作程序与传统车辆相同。呼吸机程序通过诊断系统内的售后服务功能激活。相关激活流程请参阅最新服务说明。


与其他冷却液回路中使用的冷却液一样,冷却液是水、防冻剂和腐蚀抑制剂G48的混合物。


[继续]


如何检查新宝马3系的电池?下面介绍一下新宝马3系电池的检查方法。


电池表面有一个观察孔,通过观察电池观察孔,可以检查电池当前的状态。绿色或蓝色表示状况良好,黑色或红色表示需要充电,白色表示电解液不足。


3系22款车型的电池在哪里?BMW3系的电池安装在后备箱下方,以防止发动机舱碰撞时因燃料和电力混合而爆炸。


电池的使用寿命通常为2年或更长。如果电池没电了,最好先测量电池电压,或者如果使用万用表检查,最好在电机打开时测量电池电压。


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