Зарядка высоковольтной батареи
|
|
Примечание! I01 с 09/2016 года дополнительно предлагает версию с существенно большей емкостью аккумуляторной батареи. Благодаря более высокой плотности размещения литиево-ионных элементов емкость BMW I01 (94 А·ч) составляет 33 кВтч, при этом размеры высоковольтного аккумуляторного блока остались прежними. Преимуществом является увеличение запаса хода в стандартном цикле (NEFZ) более чем на 50 %. Запас хода увеличился со 190 до 300 километров. Запас хода даже при ежедневном использовании в неблагоприятных погодных условиях с включенной системой кондиционирования или обогревом составляет 200 километров. |
Процесс "Зарядка" у электромобиля соответствует процессу "Заправка" у автомобиля с обычным приводом.
Поскольку используется зарядный кабель, то речь идет о кондуктивной зарядке (по проводу).
Для зарядки требуются компоненты как в автомобиле, так и вне его. В автомобиле требуются разъем для зарядки и силовые электронные устройства для трансформации напряжения. Вне автомобиля помимо сети переменного напряжения и зарядного кабеля требуется еще и станция зарядки (например, Wallbox). Wallbox имеет защитную функцию и управляет зарядкой.
Напряжение сети переменного тока может составлять от 110 в до 240 В. На автотранспортное средство это напряжение подается по одной или по трем фазам.
Многие из перечисленных компонентов для зарядки высоковольтной батареи стандартизированы по части конструкции и функций.
В странах Европы действует соответствующий стандарт IEC 61851. Компоненты для зарядки высоковольтной батареи работают в описанных в стандарте режимах.
Примеры режимов зарядки:
- Режим зарядки 2: подключение к стандартной бытовой розетке с дополнительной линией передачи данных
- Режим зарядки 3: подключение к стационарному Wallbox с линией передачи данных
Для Америки действует стандарт SAE J1772. Описанные в стандарте типы зарядки 1 и 2 сравнимы с типами зарядки 2 и 3 для стран Европы. Большинство компонентов для зарядки высоковольтной батареи соответствуют в одном техническом исполнении выполняют оба стандарта.
|
|
Внимание! Одновременная заправка автомобиля топливом и зарядка высоковольтной батареи запрещается. |
|
|
Внимание! В процессе зарядки могут автоматически включаться электрический насос охлаждающей жидкости и электровентилятор для охлаждения силовых электронных устройств. Поэтому когда подключен зарядный кабель с системой охлаждения электрического привода и электровентилятором проводить ремонтные работы запрещается. |
Важные компоненты для зарядки высоковольтной батареи
| Обозначение | Пояснение | Обозначение | Пояснение |
|---|---|---|---|
| 1 | Сеть переменного тока | 2 | Зарядная станция |
| 3 | Зарядный кабель | 4 | Разъем на зарядном кабеле |
| 5 | Разъем для зарядки | 6 | Электронное зарядное устройство |
| 7 | Высоковольтная батарея |
Различные типа зарядки
В принципе, имеется 5 различных типа зарядки:
- Однофазная зарядка переменным током мощностью 3,7 кВт (базовое исполнение)
- Однофазная зарядка переменным током с 7,4 кВт (дополнительное оборудование SA4U8)
- Комбинированная однофазная зарядка переменным током мощностью 3,7 кВт и постоянным током мощностью 50 кВт (SA SA4U7)
- Комбинированная однофазная зарядка переменным током мощностью 7,4 кВт и постоянным током мощностью 50 кВт (SA SA4U7 и SA4U8)
- Комбинированная трехфазная зарядка переменным током мощностью 11 кВт и постоянным током мощностью 50 кВт (SA SA4U7 и SA4U6)
|
|
Примечание! Для Японии действует отдельный вид зарядки, который также описан в настоящем документе. Кроме того, инструменты для зарядки сильно различаются по странам и могут быть не описаны в настоящем документе. |
Различные типы зарядки описаны в системных функциях.
Краткое описание узла
Ниже описываются следующие детали электромашинной электроники:- Варианты зарядного штекера
- Модуль интерфейса зарядки (LIM)
- KLE
Варианты разъемов для зарядки
Используемые обычные зарядные штекеры стандартизированы (IEC62196). Зарядные штекеры используются в зависимости от комплектации автомобиля и экспортного исполнения.
В приведенном ниже обзоре показаны самые ходовые зарядные штекеры:
| Обозначение | Пояснение | Обозначение | Пояснение |
|---|---|---|---|
| 1 |
Зарядка переменным током SAEJ1772, IEC62196-2 США |
2 |
Зарядка переменным током IEC62196-2 Европа |
| 3 |
Зарядка переменным током IEC62196-2 Япония |
4 |
Зарядка переменным током Китай |
| 5 |
Зарядка постоянным током Япония |
6 |
Комбинированная зарядка переменным током и постоянным током SAEJ1772, IEC62196-3 США |
| 7 |
Комбинированная зарядка переменным током и постоянным током IEC62196-3 Европа |
LIM: Модуль интерфейса зарядки
Модуль интерфейса зарядки (LIM) представляет собой блок управления с задачей установить связь между автомобилем и станцией зарядки. Напряжение на блок управления LIM подается через контакт 30F.
В модуле интерфейса зарядки (LIM) расположен нагрузочный резистор для шины PT-CAN. Кроме того, с подключенным зарядным кабелем LIM может активизировать блоки управления в бортовой сети.
Дополнительно предусмотрен провод, проложенный напрямую от блока управления LIM к электромашинной электронике (EME). Электромашинная электроника (EME) запускает трансформацию напряжения и саму зарядку только после того, как блок управления LIM разрешает зарядку при помощи сигнала по данному проводу.
В модуле интерфейса зарядки (LIM) подключены следующие детали:
-
Привод центрального замка крышки разъема для зарядки
Крышка разъема для зарядки удерживается в закрытом положении фиксирующим крючком с пружиной. Фиксирующий крючок является частью привода центрального замка. Отпирание и запирание крышки разъема для зарядки выполняется при помощи электродвигателя. Данный электродвигатель активизируется модулем интерфейса зарядки. Запрос на отпирание или запирание крышки разъема для зарядки поступает от Body Domain Controller (BDC).
Дополнительно в привод центрального замка встроен микровыключатель. Микровыключатель сигнализирует о состоянии крышки разъема для зарядки. С закрытой крышкой разъема для зарядки микровыключатель не приводится в действие.
-
Привод центрального замка разъема для зарядки
Привод центрального замка в разъеме для зарядки препятствует вытягиванию зарядного штекера в процессе зарядки. Из-за этого может возникнуть электрическая дуга.
Электрическая фиксация остается активной до тех пор, пока подается зарядный ток. Состояние фиксации распознается блоком управления LIM при помощи микровыключателя. Открытый микровыключатель сигнализирует о запертом состоянии зарядного штекера.
|
|
Примечание! Если зарядный штекер по окончании зарядки не вынимается, открыть автомобиль с пульта дистанционного управления либо через идентификационный трансмиттер (даже если автомобиль уже открыт). При этом зарядка прерывается и зарядный штекер можно вынуть. |
-
Высоковольтный разъем для зарядки
Высоковольтные провода разъема для зарядки соединены с электронным зарядным устройством (KLE и/или электронным зарядным устройством в EME). Фаза и нулевой провод выполнены как экранированный высоковольтный провод. Линия передачи данных и провод контрольной цепи экранированы и заканчиваются на разъеме в модуле интерфейса зарядки (LIM).
Провод контрольной цепи распознает подсоединение зарядного штекера в разъем для зарядки. Одновременно определяется максимальная нагрузочная способность зарядного кабеля.
-
Индикатор статуса зарядки
Индикатор статуса зарядки служит подсветкой выключателя при подсоединении и отсоединении зарядного штекера. 2 светодиода загораются белым, когда открывается крышка разъема для зарядки.
После корректного подсоединения зарядного штекера сразу же начинается инициализация. Фаза инициализации длится до 10 секунд. В это время светодиоды мигают оранжевым цветом.
Активная в этот момент зарядка высоковольтной батареи отображается миганием светодиодов синим цветом.
О полностью заряженной высоковольтной батарее сигнализируют светодиоды, горящие зеленым цветом.
| Обозначение | Пояснение | Обозначение | Пояснение |
|---|---|---|---|
| 1 | Модуль интерфейса зарядки (LIM) | 2 | 12-полюсное штекерное соединение |
| 3 | 8-полюсный разъем | 4 | 16-полюсное штекерное соединение |
| 5 | 6‐контактный разъем |
KLE: Комфортный электронный заряд
Установка комфортного электронного заряда (KLE) зависит от комплектации автомобиля.
Комфортный электронный заряд (KLE) используется, например, при зарядке переменным током мощностью 7,4 кВт, зарядке многофазным переменным током мощностью 11 кВт, а также при комбинированной зарядке переменным и постоянным током.
Основной задачей системы комфортного электронного заряда (KLE) при зарядке переменным током является преобразование переменного напряжения в постоянное. Данную задачу выполняет переключение от выпрямителей. Данные силовые электронные устройства управляются блоком управления KLE.
Комфортный электронный заряд на выходе выдает максимальную электрическую мощность в 7,4 кВт с помощью двух электронных зарядных устройств. Оба электронных зарядных устройства комфортного электронного заряда подключаются к доступным фазам посредством коммутационного блока с реле.
Хотя комфортный электронный заряд работает с высоким КПД свыше 90 %, при полной отдаче мощности необходимо активное охлаждение. Поэтому комфортный электронный заряд интегрирован в контур охлаждающей жидкости электрического привода.
В зависимости от типа зарядки комфортный электронный заряд (KLE) может быть выполнен в различных вариантах.
Пример комфортного электронного заряда (KLE) без расширителя диапазона
| Обозначение | Пояснение | Обозначение | Пояснение |
|---|---|---|---|
| 1 | Высоковольтное подключение электромашинной электроники (EME), зарядка переменным током | 2 | Высоковольтное подключение электромашинной электроники (EME), зарядка постоянным током |
| 3 | Высоковольтное подключение вывода плюса аккумуляторной батареи, зарядка постоянным током | 4 | KLE |
| 5 | Штекерное соединение жгута проводов, 12-полюсное | 6 | Подводящий трубопровод охлаждающей жидкости |
| 7 | Отводящий трубопровод охлаждающей жидкости | 8 | Штекерное соединение жгута проводов, 12-полюсное |
| 9 | Высоковольтное подключение вывода плюса аккумуляторной батареи, зарядка переменным током |
Системные функции
Зарядка переменным током мощностью 7 кВт
| Обозначение | Пояснение | Обозначение | Пояснение |
|---|---|---|---|
| 1 | Электрический блок управления двигателем (EDME) | 2 | Высоковольтный аккумуляторный блок |
| 3 | Электронная система управления накоплением энергии (SME) | 4 | Дополнительный электроотопитель |
| 5 | Привод центрального замка крышки разъема для зарядки | 6 | Привод центрального замка разъема для зарядки |
| 7 | Индикатор статуса зарядки | 8 | Расширитель диапазона электромашины |
| 9 | Зарядная розетка | 10 | KLE |
| 11 | Электромашинная электроника (EME) | 12 | электрический компрессор кондиционера |
| 13 | Электронная система управления электромашиной Range Extender (REME) | 14 | Модуль интерфейса зарядки (LIM) |
| 15 | Распределитель тока модуля Life |
Комбинированная зарядка переменным током мощностью 7 кВт
| Обозначение | Пояснение | Обозначение | Пояснение |
|---|---|---|---|
| 1 | Высоковольтный аккумуляторный блок | 2 | Дополнительный электроотопитель |
| 3 | Расширитель диапазона электромашины | 4 | Зарядная розетка |
| 5 | KLE | 6 | Электромашинная электроника (EME) |
| 7 | электрический компрессор кондиционера | 8 | Электронная система управления электромашиной Range Extender (REME) |
| 9 | Модуль интерфейса зарядки (LIM) |
Комбинированная зарядка переменным током и зарядка с использованием 3 фаз
| Обозначение | Пояснение | Обозначение | Пояснение |
|---|---|---|---|
| 1 | Электрический блок управления двигателем (EDME) | 2 | Дополнительный электроотопитель |
| 3 | Распределитель тока модуля Life | 4 | Привод центрального замка крышки разъема для зарядки |
| 5 | Привод центрального замка разъема для зарядки | 6 | Индикатор статуса зарядки |
| 7 | Расширитель диапазона электромашины | 8 | Зарядная розетка |
| 9 | KLE | 10 | Электромашинная электроника (EME) |
| 11 | электрический компрессор кондиционера | 12 | Электронная система управления электромашиной Range Extender (REME) |
| 13 | Модуль интерфейса зарядки (LIM) | 14 | Электронная система управления накоплением энергии (SME) |
| 15 | Высоковольтный аккумуляторный блок |
Зарядка постоянным током, исполнение для Японии
| Обозначение | Пояснение | Обозначение | Пояснение |
|---|---|---|---|
| 1 | Дополнительный электроотопитель | 2 | Передний разъем для зарядки (переменный ток) |
| 3 | Расширитель диапазона электромашины | 4 | Задний разъем для зарядки (постоянный ток) |
| 5 | KLE | 6 | Электромашинная электроника (EME) |
| 7 | электрический компрессор кондиционера | 8 | Электронная система управления электромашиной Range Extender (REME) |
| 9 | Модуль интерфейса зарядки (LIM) | 10 | Высоковольтный аккумуляторный блок |
Указания для службы сервиса
Общие указания
Предостережение!
У автомобилей с гибридным приводом имеется дополнительная высоковольтная бортовая сеть, на которую распространяются особые правила техники безопасности:
Любые работы на находящихся под напряжением высоковольтных компонентах категорически запрещены. Каждый раз перед началом работ в высоковольтной системе она должна быть обесточена и должны быть приняты меры против ее случайного включения.- Выключить зажигание.
- Отсоединить предохранительный защитный штекер (Service Disconnect).
- Предохранительный защитный штекер (Service Disconnect) оградить от повторного подсоединения.
- Включить зажигание.
- Обязательно выдержать время ожидания 10 с, пока на дисплее комбинации приборов не появится сообщение системы автоматической диагностики “Высоковольтная система отключена” ID 636).
Указания по диагностике
|
|
Примечание! В активном режиме транспортировки высоковольтная батарея может быть заряжена только на 30 %. |
|
|
Примечание! Обращать внимание на сервисные функции! |
Через диагностическую систему доступна следующая сервисная функция для высоковольтной батареи:
Путь: Сервисные функции > Кузов > Электропитание > Высоковольтная система безопасности: Статус
Оставляем за собой право на опечатки, смысловые ошибки и технические изменения.