大众ID.4纯电动汽车高电压系统详解（一）

电力变压器视界 2022年10月11日浏览：1882

大众ID.4纯电动汽车是2021年世界年度车型，高电压系统经过全新设计，与模块化纯电动平台架构无缝集成。动力蓄电池是车辆底盘的一部分，安装在车辆下部，以提供较低的重心。ID.4纯电动汽车高电压系统如图1所示。

图1 ID.4纯电动汽车高电压系统

ID.4上市后先配备了82kWh的动力蓄电池，稍后将提供62kWh动力蓄电池的车型。82kWh动力蓄电池在12个电池模块中有288个单体电池。这些电池模块安装在一个轻型铝制结构的壳体中，动力蓄电池外壳用螺栓固定在车身上。

ID.4可以通过交流（AC）和直流（DC）快速充电桩充电。车载充电器允许ID.4充电使用家用或公共2级充电桩，动力蓄电池充电1h，可以行驶约53km，并在约7.5h内充满电（图2）。在直流快速充电站，使用125kW的充电桩，ID.4可以在大约38min内从5％充电到80%，充电口如图3所示。

图2 ID.4充电

图3 ID.4充电口

一

电气元件位置

ID.4纯电动汽车的高电压电气元件包括动力蓄电池AX2、电压转换器A19、高电压加热器（PTC）ZX17、PTC加热器元件Z132、空调压缩机VX81、动力蓄电池充电器AM、充电口UX4、三相电流驱动电机VX54、电机电力和控制电子装置JX1，电气元件位置如图4所示。

图4 电气元件位置图

二

动力蓄电池AX2

82kWh锂离子动力蓄电池AX2的最大交流充电功率为11kW，最大直流充电功率为125kW。包括12个蓄电池模块，如图5所示。62kWh锂离子动力蓄电池的最大交流充电功率为7.2kW，最大直流充电功率为50kW。包括9个蓄电池模块，如图6所示。

图5 82kWh动力蓄电池

图6 62kWh动力蓄电池

锂离子动力蓄电池AX2的技术规范包括质量382～503kg 、净能量合量58～77kWh，额定电压400V，蓄电池模块数量9～12个，容量156～234Ah，冷却系统使用液体冷却，工作温度范围为－28～60℃，防护等级IP6K7、IP6K9K。动力蓄电池正负极位置如图7所示。

图7 动力蓄电池正负极位置

1、蓄电池模块

对于82kWh的动力蓄电池，蓄电池模块配置为8个串联和3个并联。对于62kWh蓄电池，蓄电池模块布置为12个串联和2个并联。蓄电池模块技术规范如表1所示，单体排布如图8-10所示。

表1 蓄电池模块技术规范

图8 蓄电池模块正负极端子

图9 82kWh蓄电池模块单体排布

图10 62kWh蓄电池模块单体排布

2、高低压电气接头

动力蓄电池的高低压电气接头如图11所示。低压电气接头端子包括端子30、端子30C、端子31、安全气囊控制电脑J234、动力蓄电池冷却液温度传感器G898、动力蓄电池冷却液温度传感器G899、控制线、加热元件（PTC） Z132、动力系CAN总线、动力蓄电池冷却液泵V590、动力蓄电池加热混合阀V683、动力蓄电池加热混合阀V696。

图11 高低压电气接头

3、动力蓄电池的开关单元

动力蓄电池两个开关单元之间的元件有不同的分工，这样能够适应不同动力蓄电池所需的不同空间。ID.4电机电力和控制电子装置JX1中的中间电路电容器C25由电压转换器A19预充电，这样就不需要预充电继电器和预充电电阻器。62kWh动力蓄电池的开关单元如图12所示。

图12 动力蓄电池的开关单元

4、动力蓄电池控制装置负极端子SX7的开关单元

动力蓄电池中断熔丝S415是一种烟火式熔丝，可以提高高压系统的安全级别。发生故障时，它的跳闸速度比高压继电器快。如果熔丝跳闸，则必须更换整个动力蓄电池控制装置SX7，而不能只替换或复位熔丝。高压接头上有电压端子，蓄电池调节控制装置J840使用这些端子监控高压接头。动力蓄电池控制装置负极端子SX7的开关单元如图13所示。

图13 动力蓄电池控制装置负极端子SX7的开关单元

5、动力蓄电池控制装置正极端子SX8的开关单元

动力蓄电池控制装置正极端子SX8的开关单元内部有一个高压系统熔丝S352。这个熔丝一旦熔断，无法更换或复位，需要更换整个动力蓄电池控制装置正极端子SX8的开关单元。这个熔丝保护的高压系统元件包括动力蓄电池充电器AX4、加热元件（PTC）Z132、高压加热器（PTC）ZX17、空调压缩机VX81、电压转换器A19。

动力蓄电池控制装置正极端子SX8的开关单元如图14所示。