SLG6120EV型纯电动城市客车使用与维护
2012-09-03裴春松
裴春松
(河南少林汽车股份有限公司,河南 荥阳 450100)
SLG6120EV型纯电动城市客车是河南少林汽车股份有限公司2010年研发的一款纯电动产品,该车型以国内外公交客车的先进技术为基础,根据电动汽车的特点进行系统总体设计,选用先进、成熟的电动客车总成、部件及元器件,以保证整车性能先进、品质可靠,根据城市客车实际运行状况和当日行驶里程而设计,适用于城市及城际公交使用。该产品取得工信部的第216批公告,并被列入 《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》(第13批),目前已在郑州、新乡、信阳等地示范运营。
1 SLG6120EV型纯电动城市客车概述
SLG6120EV型纯电动城市客车 (图1)采用全承载车身,整车动力性、可靠性、安全性、能耗经济性好,造型设计独特、内饰美观高雅、舒适性高。该车在定远试验场完成了各项性能测试和5000 km可靠性试验,检测结果表明,SLG6120EV型纯电动城市客车具有优良的动力性、经济性和良好的可靠性,其各项性能都达到了设计要求。
1.1 整车布置
SLG6120EV型纯电动城市客车采用动力装置后置、后轮驱动形式。动力电池组放置在车辆两侧,电机控制器等高压部件放置在后舱。整车具有合理的轴荷分配和良好的操纵稳定性。整车总体布置形式如图2所示。
1.2 整车技术方案
SLG6120EV型纯电动城市客车的构型方案如图3所示。整车主要由驱动系统 (电机、电机控制器、减速箱)、储能系统 (动力电池、电池管理系统)、控制系统 (整车控制器)和辅助系统 (空压机、助力油泵)组成。整车控制器 (VCU)通过采集驾驶员踏板(包括牵引踏板、制动踏板)信号,判断驾驶员的驾驶意图,确认牵引 (或制动)模式,并计算出目标牵引 (或制动)力矩,将相关控制指令发送给电机控制器,电机控制器根据控制命令控制电机工作于驱动(或制动)工况,同时电机控制器将电机转速、电压、电流等信息通过网络发送给整车控制器。
整车技术参数如表1所示。
表1 SLG6120EV型纯电动城市客车整车技术参数
2 SLG6120EV纯电动城市客车的使用
2.1 操纵部分说明
2.1.1 翘板开关
驾驶区翘板开关如图4所示。
2.1.2 显示仪表
2.1.2.1 组合仪表总成
组合仪表总成如图5所示。左侧单表显示电机转速,右侧单表显示车速;下面4个单表显示气压、电机温度及24 V电池电压。中间液晶屏显示车内各种状态界面、电池管理系统界面和驱动系统界面等。
2.1.2.2 液晶屏
1)按键 液晶屏下方的按键从左向右分别为清零按键、确认按键、选择按键、亮度按键、增减按键。
2)主界面 主界面显示电池电量、电压、电流、系统代码、单体最低电压、控制器温度、里程等信息,如图6所示。
3)分界面 分界面分为选择界面 (图7)、电池信息界面 (图8)、驱动系统信息界面 (图9)、车身信息界面 (图10)、 充电信息界面 (图11)。
2.1.3 驾驶员操纵踏板及手柄
在驾驶员椅的前下方有加速踏板和制动踏板。档位开关和手制动开关位于驾驶员左侧副台上,如图12所示。上述各部件操作说明如下。
1)加速踏板 在加速踏板上装有位移传感器,踩下加速踏板,获得位移信号,通过踏板位移信号变换电路,向电机控制器发出驱动信号,调节驱动PWM脉宽,同时判断电枢电流值是否超过踏板位移信号对应的电流值,以此判据来控制电机电压。
2)制动踏板 踩下制动踏板时有2段行程,整个制动过程分为电制动和常规气压制动2个过程,其中电制动用来实现能量回收。当高速行驶需要减速时,应轻踩制动踏板用电制动进行减速,如需车辆停止时则继续踩下踏板进行电和气压制动或用驻车制动器使车辆停住。
3)档位开关 档位开关共分前进 (D)、空档(N)、 后退 (R) 3个档位。
2.2 车辆行驶前检查
1)检查车辆绝缘状态,即当周围空气相对湿度在75%~90%时,总绝缘值不低于3MΩ。
2)检查轮胎以及充气状态,使其达到规定的值:前轮830 kPa,后轮830 kPa。
3)检查润滑系统是否正常。
4)检查各部的连接及紧固情况,包括电机、减速箱、电机控制器、高压配电箱、DC/AC逆变器、电池箱的紧固情况。尤其注意各高压部件接线柱和各电池箱电源连接器的连接情况。
5)检查高、低压电源电压是否正常,低压电源为27±0.5V,动力电池电压不低于374V。
6)检查转向助力油泵工作是否正常,助力油罐油面高度是否在刻度要求的范围内;转动转向盘,检查转向盘自由行程,自由转动量不大于15°,检查转向机构有无松开、卡滞等现象。
7)检查空气压缩机工作情况,检查电制动、气制动、驻车制动是否正常,管路有无漏气现象。
8)检查驾驶室中各种开关、手柄、踏板位置动作的正确性。检查仪表上有无故障指示及报警信息。
2.3 车辆起动、行驶及制动
1)首先确认档位开关置于空档 (N档)位置。
2)闭合低压电源,将钥匙打到ON档。等待仪表启动后,检查以下信息是否正常:动力电池总电压、动力电池单体电压、单体电池温度、SOC值、电机温度、电机控制器温度、档位信息、当前状态。
可以看到上述第1点,其实是站在专利权人的角度进行论述的,而上述第2点及第3点,是站在社会公众的角度进行论述的。这是两种完全不同的角度。而 “保护商品流通”和 “保护有形财产权”之间也有一些细微的差别:
3)闭合高压二档开关,检查空压机、助力油泵是否正常工作,有无异常噪声。把换向开关置于前进 (D档)或后退 (R档)位置上,仪表是否出现 “RUN”指示。松开驻车制动,缓慢踩下加速踏板,车辆开始行驶。
2.4 安全操作须知
1)当驻车制动未解除时 (驻车信号显示亮起),严禁起动并行车。
2)在车辆行驶状态下,不允许扳动车辆前进、后退开关。
3)应注意电机控制器、高压配电箱、逆变器等高压电气部件及所有接线端子的清洁和保护,严禁掉入金属杂物或水。
4)在坡道上起动时,驻车制动应在加速踏板踩下部分后再释放 (或同步或稍后)。
5)新车行驶时,应特别注意前轴、驱动桥的轮毂、制动器温度,如果发现不正常应检查原因,排除故障后再行驶。新车驱动桥、转向机油应在行驶2000km时换油,以后按保养规程进行保养。
6)车辆行驶应尽量保持匀速行驶或间断滑行,避免猛加速或减速。
8)车辆转向时,禁止转向盘处于极限转向位置后继续转动转向盘,也不允许转向盘长时间处于极限转向位置。
9)车辆运行时要控制乘客人数,不宜超载,以防止增加车身整体结构负荷,缩短车辆使用寿命。在不良的道路上行驶时必须减速,一般不超过20 km/h。
10)在拆卸检修高压电气部件时应拔掉一箱电池的连接器,以切断高压回路。
3 SLG6120EV纯电动城市客车维护及故障处理
纯电动汽车的驱动系统和电源系统是有异于传统车的两大部分,下面介绍驱动系统和电源系统的维护和故障处理。
3.1 驱动系统维护及故障处理
3.1.1 驱动电机维护
1)日常维护 定期检查电缆线、电机紧固件的紧固情况。为了电机的散热,须定期清除电机表面以及风机进风口与出风口的尘土、纤维物等异物。
2)轴承的维护 电机轴承每半年补充油脂一次,传动端15g,非传动端20g。根据电机的运转情况和轴承的声音,来确定是否需要更换轴承。一个大修周期 (两年)内,一般不需要更换轴承。
3)绝缘电阻的测量 当电机很长时间搁置不用时,测量电机的绝缘电阻。绝缘电阻检查用1000V兆欧表,其值不低于5MΩ,否则应对绕组进行干燥处理,以去除潮气。
4)电机风机的维护 应每天检查风机工作是否正常,叶轮是否异响;每周检查外罩的紧固螺钉是否松动。
3.1.2 常见故障及处理
及早识别异常的运行征兆并迅速采取补救措施是很重要的,其意义在于防止一个小故障发展为严重的故障。表2所列为常见的故障及其产生的可能原因以及处理方法。
3.2 电源系统的维护
动力电池组为电动车辆直接提供电能来源,是电源系统的核心部分,其性能优劣直接影响整车性能。SLG6120EV型纯电动城市客车采用磷酸铁锂蓄电池,单体容量180 Ah,采用4并117串的连接方式经过模块化封装后,装入可快速更换的电池箱内。
3.2.1 电源系统使用基本要求
1)本车采用的磷酸铁锂电池充放电参数为:①单体电池充电恒压电压3.60 V(CCCV模式充电,由恒流充电阶段转换到恒压充电阶段时对应的电压);②电池组充电电压117×3.60=420V;③单体电池充电截止电压3.90V(单体电池的充电上限电压,一旦单体电池电压上升到3.9 V,自动切断充电电流);④单体电池放电报警电压3.0 V(放电时的动态值),当单体电池开路电压下降到3.1 V时,电池组放电深度已超过85%DOD左右;当单体电池开路电压下降到3.0 V时,电池组放电深度已超过90%DOD;⑤单体电池放电截止电压2.50V(放电时的动态值),单体电池电压下降到该值时,须马上切断输出电流,电池若被严重过放电,造成的容量损失不可恢复;⑥电池温度参数 (测量电池极柱处温度)为电池温度上升到50℃时,BMS控制电机减功率运行;电池温度上升到55℃时,BMS控制电机停止运行。
表2 电机常见故障及处理方法
2)严禁对电池进行反向充电,一次反向充电即可导致电池电压归零提前报废。
3)在使用电池过程中坚持充电电量90% (90%SOC),放电电量80% (80%DOD)的浅充浅放原则。单体电池开路电压下降到3.1V时,实际荷电已不足20%,此时应及时给电池组充电。
4)使用电动汽车时,应时刻注意观察电池组的剩余电量,切忌电量用尽时才拖车回去充电。拖车过程中车载DC/DC(给灯光、刮水器等供电)、转向助力、制动助力等辅助系统仍在消耗电量,拖车距离较远时同样会导致电池过放电。
5)电池安全阀是为了避免电池发生异常而设计的安全保护装置,严禁私自拧动或堵塞电池安全阀。
6)严禁单独从电池组中个别电池上引出电源线给车载低压电器供电,以避免整组电池的一致性被人为破坏。
3.2.2 电源系统的维护
1)每月对电池的使用情况,以及BMS和充电机的工作情况进行一次系统的例行检查,并详细记录,确保及时发现隐患并及时解决问题。
2)认真检查动力主回路上的熔断器连接螺栓、接触器连接螺栓和断路器连接螺栓,以及所有的电池极柱连接螺栓的紧固程度。
3)认真检查所有电源连接器和电气连接件的连接可靠性,检查电气线路的绝缘性,以及电缆线、导电条的破损和老化情况。
4)检查BMS检测到的数据与实际测量的电池电压数据和电流数据之间的差异,检查BMS信号采集精度、SOC计算精度是否需要校准。
5)电池充、放电过程中,尤其是大电流充放电时,若BMS检测到某单体电池的电压变化幅度很大,且明显异于其它电池,请认真检查:①电池极柱螺栓是否拧紧,如果没有拧好,请拧紧极柱螺栓;②检查电气连接处是否存在严重的氧化层,如果电池极柱表面、导电条表面、电缆线接线端子表面产生了大量氧化层,用砂纸砂去电气接触面的氧化层;③连接到该电池的BMS电压采集线是否连接可靠、存在虚接现象。