日产聆风拆解调研

电动车主要系统和零部件

2012/02/14

概 要

 财团法人琦玉县产业振兴公社——新世代汽车支援中心琦玉主办的量产电动车日产聆风的拆解调研活动于2011年12月12日在琦玉县北足立郡伊奈町的琦玉汽车大学校内维修工厂举行。
 拆解作业先将电动系统相关零部件拆卸下来,然后逐一拆解各单元和元件。不包括被卸零部件内部拆解,也不包括与电动系统无直接关系的部位的拆解。
 本篇报告顺寻拆解作业流程,解说被拆系统和零部件。

 



日产聆风规格概要

车名: 日产ZAA-ZE0
尺寸: 长 4,445 × 宽 1,770 × 高 1,545mm、轴距 2,700mm
车重: 车身:1,520kg、车辆总重:1,795kg
车身: 五门两厢
性能: JC08模式下交流电消耗率:124Wh/km;JC08模式下充电后行驶里程:200km


主要零部件和供应商

  零部件名 供应商 安装部位

电动车系统相关零部件

动力电机(三相交流同步电机最大输出功率80kW,最大扭矩280N・m)型号:EM61型 日产汽车横滨工厂自产 电机室
逆变器 (IGBT x 6) 日产汽车自产/
康奈可
电机室
DC-DC转换器 (接线盒兼用) 电装 电机室
动力传动设备 (减速器,减速比:7.937,没有变速结构) 型号:RE1F61A型 爱知机械工业 电机室
锂离子电池总成 (总电压:360V,总电量24kWh,输出功率90kW以上) AESC 汽车能源供应 车地板下
BMS电池管理系统 康奈可 锂离子电池总成内
碰撞检测系统 松下 锂离子电池总成内
车载充电器 (输入电压:100VAC~264VAC;最大输出电压:3.3kW) 尼吉康 行李箱内
噪音滤清器 (充电时抑制噪音) - 行李箱内

电动车系统以外的相关辅助设备

空调用电动压缩机 松下 行李箱内
PTC加热元件(温水350V、4.0kW (适用于寒冷地带的产品规格:5.0kW)) 德国Eberspaecher 电机室
加热水泵 日东电工 电机室
接近预警设备 松下 电机室
电容器 (电控制动备用电源装置,电压低于12V时开始供电) 松下 行李箱内
电动驻车制动用ECU ADVICS 行李箱内
电动驻车制动・执行器(安装在变速器上) 电装 行李箱内


日产聆风 EV系统图・拆解流程

车辆按照以下顺序进行拆解。

 作业如上图所示,分为3个部分进行:1)电机室内(配备发动机的车辆相当于发动机室内)①~④;2)车地板下电池单元相关⑤;3)行李厢充电・辅助设备相关⑥。

车底盘处锂离子电池总成的拆卸作业以及前端、轮胎等外部零部件的拆卸作业已经完成,所以省略。

※点击放大图片。

 

拆解作业进行中
从车身上拆下驱动单元(电动电机、动力传输设备、驱动轴等)。

 

电机室内一览
电机室上方俯视图 电机室下后方仰视图
 电机室上方俯视图。搭载车辆时右边部分向前、贴有日产标致的为逆变器,其后方可见DC-DC转换器。动力电机和动力传输设备等驱动单元均在逆变器下方。  电机室下后方仰视图。照片右边为车辆右侧面,照片上边为车身前方,照片下边的一体化动力电机与左边动力传输设备为减速器。(照片上方)动力传输设备处可见露出的驱动轴。


①电机室作业 – 逆变器、充电端口的拆卸

逆变器拆卸 逆变器拆卸后
 逆变器拆卸后,即可看到照片左侧安装于逆变器后方的DC-DC接线盒侧面。中央3根橘红色耦合器是连接动力电机和逆变器的高压电缆。照片右侧的橘红色高压电缆置于车身前端充电端口处。

 

被拆卸的逆变器 被拆卸的逆变器(后方)
 被拆卸的逆变器(前侧方)有日产汽车产的。这款则是康奈可生产。前方左侧可见连接冷却水管的凸口。 被拆卸的逆变器(后方)

 

充电端口 普通充电・快速充电端口
 保险杠单元拆除后可见充电端口。
右侧黄色盖帽是普通充电端口,左侧大型盖帽是快速充电端口。
 普通充电・快速充电端口从车上卸除后。
 普通充电端口与行李厢内的车载充电器相连,整流后连接电机室内的DC-DC转换器(高压电缆穿过行李室再回到电机室)。
  另一方面,快速充电端口直接与DC-DC转换器相连。


②电机室作业 – 驱动单元的拆卸

车辆前方驱动单元 驱动单元
 拆除充电端口,再拆除散热器及空调冷凝器的冷却系统后,可以看见车辆前方的驱动单元。
  照片上方左侧为空调用电动压缩器,压缩器下方为动力电机,与电机右侧的动力传输设备(减速器)一体化。
  在这里,动力电机和动力传输一体化动力单元、连接动力传输设备的驱动轴及轮毂等传动系统合称驱动单元。
 从车身拆下的驱动单元(车辆左前方)。照片前方为动力传输设备(减速器)。
 3条橘红色的耦合器为连接动力电机与逆变器的高压电缆。

 

动力单元主要元件
传动系统和动力单元 动力电机和动力传输设备
 传动系统(照片前方)和动力单元(后方)分离状态。  电动压缩器拆除后的动力电机(左侧)和动力传输设备(右侧)(这次的拆解作业不包括对电机和动力传输设备的拆解)。
  动力电机方面,拥有最大输出功率80kW、最大扭矩280N・m的三相交流同步电动机。由日产汽车横滨工厂生产。

 

动力电机接合部 动力传输设备的轴接合部
 动力电机接合部一面有电机型号“EM61型”的刻印。  拆除驱动轴后的动力传输设备轴接合部(车身左侧)。
  动力传输设备没有变速结构,配备减速比7.937的减速器,在电机高速旋转时可防止扭矩下降。[爱知机械工业制造 RE1F61A型]

 

电动驻车制动执行器 空调用电动压缩器
 电动驻车制动执行器(安装于动力传输设备上方)
  电动驻车制动ECU安装于行李厢内。[电装制造]
 空调用电动压缩器[松下制造]安装于动力电机上方。
  带发动机的车辆一般利用发动机旋转驱动压缩器,但日产聆风是电动车,不依靠动力电机旋转动力驱动压缩器,而是靠DC-DC转换器提供高电压电源来驱动。


③电机室作业 – DC-DC转换器的拆卸

拆除驱动单元后的车辆前下方俯视图 DC-DC转换器(车内侧)
 拆除驱动单元后,从车辆前下方可以看到DC-DC转换器的安装情况和高压电缆的接续情况。动力电机・动力传输设备・逆变器等动力单元通过驱动元件安装于车上,DC-DC转换器因考虑到预防碰撞等安全因素,配置于坚固的框架结构上。
  DC-DC接线盒既是DC-DC转换器,也是各种高压电缆的网关。 [电装制造]
  照片中央向上方(车辆后方)延伸的电缆用来接续电池总成,右侧向上方(车辆后方)的电缆则从DC-DC转换器及普通充电端口出发,连接行李厢内的车载充电器。
  此外,DC-DC转换器前面到照片右下方的2条电缆接续快速充电端口。照片前正中向右方延伸的电缆则用于PTC元件加热电源。
 安装于转换器的后方(车内侧)。
  照片下方中间的高电压耦合器用于锂离子电池总成的接续线束。
 上方右侧的模具为转换器冷却水管的接续口。


④电机室作业 – 辅助设备的拆卸

加热水泵、PTC加热元件 PTC加热元件
 车上加热用水泵(从上方看起来为圆形状物)、PTC加热元件(下方箱状物)。 (车右侧俯视图)  拆卸下来的PTC加热元件。(上侧)
 350V、4.0kW (寒冷地区PTC加热元件规格:5.0kW)的规格,德国Eberspaecher制造。
  配备发动机的车辆一般用发动机冷却水作为加热器热源,日产聆风为电动车,通过DC-DC转换器提供的高电压电源,使水泵推动PTC元件加热的温水循环。

 

加热温水循环水泵 12V蓄电池
 拆卸下来的加热温水循环水泵 [日东电工制造]  从车身拆下的12V蓄电池。 (安装于电机室左后方)
  电池型号 46B24L。
  日产聆风除了配备锂离子电池外,还配备了12V铅蓄电池,用来驱动雨刮器电机等12V驱动电子设备。锂离子电池的高电压电源经DC-DC转换器变压后提供12V电源。

 

接近警报装置
 接近警报装置在行人靠近车辆时发出警告。(车载状态) [松下制造]

 

车身底部
拆卸锂离子电池总成后的车身底部
 拆除锂离子电池总成后的车底部。(照片左侧为车身前方)
  前后两块独立空间分别放置前端电池总成(左右总成前半部分各有12个电池盒)。
 拆除锂离子电池总成后的车底部。(照片右侧为车身后方)
  左右两块空间放置后端电池总成(后端总成排列了24个电池盒)。
  照片前方橘红色电缆是接续行李室中车载充电器、电机室内DC-DC转换器和前端普通充电端口的高端电缆。
  正中2根金属管是车载充电器冷却水用流入/流出管道。


⑤锂离子电池总成拆解作业

电池组内部俯视图
 电池组内部俯视图(前方)。
  电池总成总重294kg,尺寸宽1,188mm,长1,570mm,厚265mm。照片下方橘红色高压耦合器中,配有接续DC-DC转换器的高电压电缆。
  照片下方左右平铺的电池盒是前端总成部分,左右各排列了12个电池盒。照片上方横向排列的电池盒则是后端总成部分,共有24个电池盒。合计48个电池盒,固定输出功率为360V。电池盒由AESC汽车能源供应制造。
 照片中央(平铺电池盒中间的黑色部分)为碰撞检测系统(松下制造),在检测碰撞时有阻止高电压的功能。
  碰撞检测系统的里边(白色部分)配备了SD/SW(服务・显示屏・开关)的服务插件。当发生紧急事故时,驾驶席电源开关处于OFF状态,设有高压电源阻挡用保险丝箱子的电机室兜帽无法打开,这时,掀开后排座椅地板,可以看到下面的SD/SW,拔掉插头,可以手动阻断高电压回路的保险丝。

 

电池组上方盖子 SD/SW服务插件耦合器
 电池组上方盖子。(前方)
  照片上方高起部分纵向横列24个电池盒,为后端电池总成。
 中央的孔是为后排座椅地板下SD/SW(服务・显示屏・开关)的服务插件能够通过而开的。
 SD/SW(服务・显示屏・开关)服务插件用耦合器。

 

碰撞检测系统
 碰撞检测系统 (车上电池盒,带有防护罩)。
 (照片下方为电池盒前方)
  碰撞检测系统 (从电池盒及防护罩上拆下来后状态。两个相同的检测器一组)。 [松下制造]
 (照片下方为电池盒前方)

 

BMS 电池管理系统 从车后看BMS安装位置
 BMS电池管理系统。 (康奈可制造)
  管理和控制锂离子电池的充电和放电。
  安装在后端电池总成的左侧。(右边照片是拆掉BMS后的后端电池总成。)
 从车辆后方看到的BMS安装位置,在后端电池总成处。(通过照片下方一排电池盒最左边的托架固定。)

 

后端总成的拆卸 电池盒与BMS间线束
 24个电池盒组成的后端总成的拆卸。  下段电池盒处伸出的线束为温度传感器(每个电池盒处均有),将检测到的温度传送给BMS(电池管理系统) (照片为前端电池总成)。
  1个电池盒有4枚层压片(这次不拆解)。
 全部48个电池盒有192枚,固定电压360V。

 

从电池盒拆卸下来的连接耦合器
 从电池盒上拆下来的连接耦合器。
  照片上方的用于后端电池总成,下方的用于前端电池总成。


⑥行李厢内作业 - 车载充电器和电子设备的拆卸

位于后排座椅与行李厢之间的车载充电器等 拆去防护罩后的行李厢内设备
 车内后排座椅和行李厢之间安装车载充电器等。
  照片上显示的是拆去后排座椅和防护罩后、从前方所见空间。照片下方为后排座椅空间,上方为行李厢。
  从左至右,分别为车载充电器(金属制大型底盘)、噪音滤清器(白色部件)、电容器(黒色四角形部件、电控制动备用电源设备)、以及电容器下方的电动驻车制动用ECU(棕色零部件)。
 拆掉防护罩后的行李厢内设备。(从车辆后方看前方。最近是行李厢,最远是后排座椅处。)
  照片上从右至左为车载充电器、噪音滤清器、电容器、后方碰撞防护罩(横置、黑色棒状物)。

 

后排座椅后方行李厢内的车载充电器 电容器
 位于后排座椅后方行李厢内的车载充电器(尼吉康制造)以及降低充电时噪音的噪音滤清器。(照片左侧为车辆前方・后排座椅靠背,右侧为行李厢方向。)
  普通充电端口提供的商用交流电源经车载充电器整流,从交流电转换为直流电,输给电机室内DC-DC转换器。
 电容器(电控制动备用电源设备)。松下制造,作为电动制动器的辅助电源,在12V电池电力低下时紧急供电。该部件与电动汽车控制系统没有直接关系。

 

电动驻车制动用ECU 行李厢内设备
 电动驻车制动用ECU,ADVICS制造,安装在电容器前下方。
 电动驻车制动器安装在电机室内变速器上部。
 行李厢内设备连同托架一起拆除。
  照片从左往右依次为车载充电器、噪音滤清器和电容器(电控制动备用电源设备)。


⑦全体作业 – 各种零部件的拆卸

在拆卸下来的部件前端坐的琦玉汽车大学一级汽车预备班学生,他们参与了这次的拆解作业。

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