長城C30EV技術亮點解讀

文：宮星晨

純電動汽車近幾年在我國迅速發展，甚至在全球的發展也是數一數二的。純電動汽車之所以如此被青睞，歸功于其無廢氣排放、使用范圍廣、噪聲低、維修保養簡便、使用成本低和能源使用效率高的特點。而作為國產車領軍品牌，長城汽車是不會放過這個大好時機的，所以在現有車型的基礎上，研發了全新的長城C30EV車型。

一、驅動系統

1.動力配置系統

長城C30EV車型共分為3種配置，每種配置使用的電池容量及充電時間都有所不同，電機的功率與工作電壓也有差距（圖1）。在動力配置方面，長城C30EV的動力系統由驅動電機、高壓配電箱、充電機、電機控制器（集成DC/DC轉換器）和減速器組成。整車控制器（VCU）是該車的核心技術，通過CAN網絡來協調整車其他控制單元，實現整車的動力性、經濟性及舒適性。其安裝位置位于前排乘客側儲物盒后面（圖2）。

圖1 車型配置

圖2 整車控制器安裝位置

C30EV的懸架相比于傳統的C30轎車沒有發生改變，依然采用前麥弗遜式獨立懸架，后縱臂扭轉梁復合式懸架。C30EV沒有采用傳統的液壓助力轉向，而是選用了電動助力轉向。制動系統則采用了電子真空泵，制動真空軟管通過單向閥與真空助力器、制動泵總成相連接，單向閥集成在制動真空軟管上。

2.驅動電機系統

長城C30EV車型的驅動電機系統包含電機控制器總成和驅動電機兩部分。電機控制器總成包含電機控制器和高低壓直流變換器（DC/DC），通過濾波與逆變實現直流變交流、交流變直流（圖3）。圖4所示為DC/DC轉換器的工作原理圖。

電機控制器總成的壽命為5 000 h，一旦出現問題可以用診斷儀進行診斷，但是不得私自拆開維修，需要整體進行更換。驅動電機的壽命為6 000 h或20萬km，驅動電機是終生免維護的，一旦出現問題時，需要更換整個零部件，不得私自拆開維修。

圖3 電機控制器

圖4 轉換器工作原理

圖5 擋位說明及換擋位置

圖6 減速箱技術參數

圖7 減速箱常見故障原因及排除方法

3.換擋機構

長城C30EV車型包含有P、R、N、D、ECON和ECON+共6個擋位，每個擋位的說明如表1所示，端子排布如圖5所示，而相對應的端子信息如表2所示。C30EV車型使用了博格華納公司生產的，帶有差速鎖的單擋減速箱，此設備采用兩級平行軸齒輪實現減速增扭，通過電機正反轉實現前進和后退擋的切換（圖6）。減速箱常見的故障有噪聲過大或異常、漏油、滲油、軸承及齒輪的燒傷，其發生的原因及排除方法如圖7所示。同時需要注意的是，減速箱總成的設計壽命為10年或24萬km，減速箱如果出現非常規故障時，需要整體進行更換，不得私自進行拆卸修理。

表1 各擋位說明

表2 擋位端子信息

二、動力電池系統

電池包總成是電動汽車電能存儲的裝置，由電池模組、電池管理模塊及相應的輔助元器件組成，并包含機械連接、電氣連接與防護等功能。電池包安裝在底盤下方，由10顆螺栓進行固定，其擰緊力矩為110±10 N·m。電池包的基本參數如圖8所示。

圖8 電池包基本參數

1.氣密性及維修開關

電池包的氣密性要求級別為IP67。對電池包氣密性的檢測可以通過氣密性檢測口來進行，上殼體側面有4個透氣閥，用來保證電池包內部的壓力平衡（圖9）。對電池包及高壓系統進行維修、拆裝時，必須先斷開維修開關，使電池包斷電，以保證人身安全（圖10）。維修開關自帶有高壓互鎖裝置，可以防止拉弧現象，同時具有熔斷保護功能。其額定電流為250 A，額定電壓為550 V，工作溫度范圍在-40～85℃。

圖9 電池包結構圖

圖10 維修開關

2.BMS（電池管理系統）及BDU

BMS系統具有電池狀態監控功能，可監控電池內部電芯、電池控制器、傳感器、執行器和系統的狀態。還可以根據VCU（電機控制器）的指令和電池的狀態控制接觸器的通斷，同時控制加熱膜的狀態。其通訊是通過CAN網絡或硬線信號與整車其他控制單元或直流充電機通訊。

BDU為電控件集成，安裝在電池包內部，其組成部件有加熱繼電器、預充電繼電器、加熱膜熔斷器、總正繼電器、總負繼電器、預充電電阻及分流器。如圖11所示為電池包內部控制線路圖。

3.電池包的可維修項目及注意事項

可維修的項目有電池包的氣密性檢查，具體步驟如下。

（1）拆下透氣閥，并將透氣閥安裝孔封死。

（2）首先將M8氣管一端連接到電池包測試孔，打開球形閥。

（3）通過打氣孔注入一定量的空氣，這時打氣要緩慢，以免壓力表損壞。

（4）當壓力表示數顯示為7.1 kPa時，立刻關閉球形閥。

圖11 電池包內部結構圖

（5）等氣壓降到7.0 kPa時開始計時，1 min之內記錄降壓值，若降壓小于0.3 kPa，則電池包氣密性合格，否則不合格。

還可以對電池包的絕緣耐壓性進行檢查，具體步驟如下。

（1）將絕緣耐壓測試儀連接插座，接通電源。

（2）紅色高壓線端口分別連接1號模組正極或17號模組負極。

（3）黑色低壓線端口連接模組金屬側壁。

（4）開啟電源，點擊“啟動”按鈕進行測試。

（5）測試結果正常顯示綠燈，異常時顯示紅燈并機器長鳴報警。

在這里特別要注意的是，測試過程中禁止人員離開或觸摸測試設備及被測電池包本體。電池包作為車輛核心部件，對其進行存放時維修人員需熟知以下幾點規定。

（1）溫度要控制在5～30℃范圍內，避免陽光直射、高溫以及劇烈振動，周邊不得有易燃易爆品存放；濕度要控制在10%～85%之間，環境保持干燥及通風，避免腐蝕性氣體存在。

（2）在進行存儲時，剩余電量（SOC）也有相應要求。長期存放的動力電池SOC值區間應保持在40%～50%，若電量小于40%SOC時，應充電至50%SOC后再繼續存放；建議出車時SOC保持在50%～80%之間，而當電量小于30%SOC時，不建議出車；長久存放車輛首次使用時，請確認儀表有無故障報警，如有請及時進行維修。

三、高壓配電系統

高壓配電系統是由整車所有高壓件組成的高壓電網，包含電能儲備單元、配電單元、用電單元及充電單元。

1.高壓配電盒

高壓配電盒作為重要的配電單元，是為電機控制器、暖風加熱器、電動壓縮機和充電機進行電源分配的。其優點在于，可將快充口與電池包進行隔離，以保證上高壓時，快充口無高壓電。而且整體布線簡潔，方便維修與觀察。高壓配電盒安裝于前排乘客側的發動機艙內（圖12）。高壓配電盒上有很多接口，每個接口的功能都不一樣（圖13），所以在進行插拔和檢查時，一定不能將接口隨意插接，以免出現損壞高壓配電盒甚至整車線路的情況。

一旦確定高壓配電盒出現問題，需要將該部件整體返廠維修，不得以任何理由打開其殼體并對內部零部件進行維修更換。在操作時，維修人員應注意以下幾點。

（1）操作前需正確佩戴安全防護用具。

（2）點火開關置于OFF，拔下維修開關，并等待5 min。

（3）斷開連接器時，嚴禁硬拉線束，直接抓住連接器將其分離。

（4）連接連接器前，檢查端子是否變形、損壞、松動或缺失。

（5）連接連接器時，用力壓至聽到“咔噠”的鎖止聲，并按下鎖止機構進行二次鎖止。

圖12 高壓配電箱安裝位置

圖13 高壓配電盒接口位置與功能

2.充電單元

C30EV電動車的充電方式有高壓直流快充和低壓交流慢充兩種。高壓直流快充是通過車身快充充電口與充電樁相連，從而達到快充的目的。低壓交流慢充是通過車載充電機將公共電網的電能轉換為電池包要求的直流電，并給車載儲能裝置充電。

在進行慢充操作時，充電機發揮了重要的作用，作為充電的核心部件，需要具備以下的充電條件（圖14）。充電機的各個接口及端子對應的功能如圖15所示。需要特別注意的是，充電機額定充電功率為3.3 kW，輸出電流為1～12 A，輸出電壓范圍為200～450 V。

充電機是終生免維護的，一旦出現問題需要直接對充電機進行更換，不能私自拆裝。同時充電機采用的是液體直接冷卻，冷卻液為乙二醇水溶液。

圖14 充電條件

圖15 充電機接口位置及功能

四、CAN網絡及空調系統

1.CAN網絡

長城C30EV車型的公共網絡由1條高速CAN和1條LIN構成，儀表（IP）和整車控制器（VCU）為高速CAN網絡（HSCAN）的2個終端ECU，終端電阻分別被集成在這2個ECU中。診斷接口直接連接到高速CAN網絡（HS-CAN）中，網絡連接圖及模塊名稱、含義如圖16所示。

2.空調系統

長城C30EV車型的空調壓縮機是由電池包的高壓電進行驅動，可實現制冷量的變化。同樣電加熱器也是由高壓電進行驅動，通過獨立的水循環系統滿足制熱需求，具有響應時間短、效果明顯的特征。與傳統的C30轎車相比，車輛的儀表板也發生了相應的變化（圖17），圖中右側的故障燈就是新加入的提示報警信號。

長城C30EV車型的電動壓縮機參數如圖18所示，高壓電加熱器HVH參數如圖19所示。空調的控制面板后方有眾多的端子接口，每個端子都有自己獨立的控制功能（圖20）。在進行維修檢查時，需要對針腳采取相應的保護措施，避免因為人為的誤操作導致插接頭受損。

圖16 網絡結構圖及模塊名稱

圖17 新增加的故障指示燈

圖18 電動壓縮機參數及端子信息

圖19 高壓電加熱器參數及端子信息

圖20 空調控制面板端子信息

五、維修操作時的安全事項

1.車輛高壓動力系統注意事項

用戶及車輛維修人員，不得在沒有保護措施的情況下私自拆解、移動或取代高壓零部件、線束或連接器。高壓線束為橙色，并且高壓零部件表面均貼有高壓警示標識。

2.維修工具

在進行維修、保養、檢查及更換時，需要使用專用、合格的裝卸工具。電機運行時，手腳、衣服、工具與其他物件不可接近。需要到車底進行工作時，要使用安全支架將車輛支撐，禁止使用隨車千斤頂進行支撐。不可接近或接觸動力電池正負極，以免造成意外事故。

清潔電機系統表面時，請使用干布清潔異物，禁止用水直接清洗。能產生無線電干擾的設備，不要安裝在整車控制器、電機控制器附近。無論電機是否運轉，都禁止在車輛顯示“Ready”的時候，拆卸電器元件。