新能源汽车结构与原理(连载61-88宝马F18电动机控制系统)
5.2.4 宝马F18电动机控制系统
电动机电子伺控系统(EME)用作电动机的电子控制装置。 它还负责将高压蓄
电池中的直流电压(最高约393V直流电)转换成三相交流电压(最高约360V交流
电),从而控制用作发动机的电动机。相反,当电动机作为发电机工作时,电动机电子
同控系统将电动机的三相交流电压转换为直流电压,以此给高压蓄电池充电 例如,
大制动能量回收(能量回收)时就进行这种转换。 对于这两种运行模式,需要一个双
向DC/AC转换器用作逆变器和整流器
凭借同样集成在电动机电子伺控系统中的DC/DC转换器确保12V车载网络的电
源供应。
F18 PHEV的整个电动机电子伺控系统位于铝合金壳体中。在这个壳体中安装有
控制单元、双向DC/AC转换器及用于12V车载网络供电的DC/DC转换器。
不过,EME控制单元还承担其他任务。例如,在EME中还集成了高压电源管理
系统,用于管理高压蓄电池中的可用高压。此外,EME还带有负责控制12V执行器
的各种末级。
电动机电子伺控系统安装在后桥前的左侧底板上,见图5-51。
图5-51 电动机电子伺控系统安装位置
如图5-52所示电动机电子伺控系统上的接口可分为四类:
●低压接口。
●高压接口。
5-52 F18 PHEV电动机电子伺控系统的接口及导线
1-DC/DC转换器-12V输出端;2-DC/DC转换器+12V输出端;3-至高压蓄电池的
高压导线(DC):4-电动机电子伺控系统壳体;5-低压插头;6-至电动机的高压导
线(AC);7一防冲击装置;8-冷却液回流管路接口;9-电位平衡导线接口;10-冷
却液供给管路接口;11-至电动制冷压缩机的高压接口;12-至电加热装置的高压接
口:13-充电接口的交流充电高压接口
●电位平衡导线接口。
●冷却液管路接口。
在电动机电子伺控系统上的外部低压插头上汇总了以下导线和信号。
●EME控制单元的供电(前部配电盒端子30B和接地)。
●FlexRay总线系统。
●PT-CAN总线系统。
●PT-CAN2总线系统。
●唤醒导线。
●用于碰撞信息的ACSM信号线。
●控制车内组合式膨胀阀和单向阀。
●高压触点监测装置电路输入端和输出端(EME控制单元分析信号,在电路断
路时触发高压系统的断开)。
●控制电动真空泵。
●EME的电动冷却液泵:按脉冲宽度调制的信号。
●分析电动机上的转子位置传感器。
●分析电动机上的温度传感器
●辅助蓄电池的智能型蓄电池传感器IBS2:LIN总线。
●至充电接口模块LIM的信号线。
这些导线和信号的电流强度相对较低。 电动机电子伺控系统通过两个单独的低压
接口和大横截面导线与12V车载网络(端子30和31)相连。通过该连接,电动机电
子伺控系统中的DC/DC转换器向整个12V车载网络供电。 通过螺栓连接实现这两根
导线与电动机电子伺控系统的接触。
图5-53是一张简化了的电路图,汇总了电机电子伺控系统的低压接口。
图5-53 F18 PHEV电动机电子伺控系统的低压接口
1一电动机电子伺控系统(EME);2-用于控制电动真空泵的末级;3-用于控制电
动冷却液泵的末级(EME的冷却液续航);4-用于控制可闭锁的膨胀阀的末级;5-
FlexRay终端电阻;6-高压触点监测装置信号线;7一电动机(整体);8一温度传感
器(NTC电阻器)测量电动机输出端上的冷却液温度;9一转子位置传感器;10一安
全蓄电池接线柱SBK:11-辅助蓄电池的安全蓄电池接线柱SBK2;12-12V辅助蓄
电池;13-12V蓄电池;14-智能型蓄电池传感器2IBS2;15-智能型蓄电池传感器
IBS;16-单向DC/DC转换器:17-DC/DC转换器上的温度传感器(NTC电阻器);
18一双向DC/AC转换器:19-转换器上的温度传感器(NTC电阻器):20-碰撞安全
快块;21-车内组合式膨胀阀和单向阀:22-电动冷却液泵(80W);23-电动真室
泉;24-充电接口模块LIM
在电动机电子伺控系统上共有五个高压接口,用于连接其他高压组件导线厕
表5-1.
表5-1 电动机电子伺控系统五个高压接口
图5-54显示了电动机电子伺控系统和其他高压组件之间的高压连接。
图5-54 F18PHEV电动机电子伺控系统的高压接口
1-电加热装置;2-电动机;3-高压蓄电池;4-辅助蓄电池(12V);5-车辆蓄
电池(12V);6-一高压充电接口;7-电动制冷压缩机;8-电动机电子伺控系统(整
体);9-双向DC/AC转换器;10-单向DC/DC转换器;11-单向AC/DC转换器:
12-过电流保护装置[在电动制冷压缩机和电加热装置的供电导线中(80A)]
电动机电子伺控系统内部有四个部件:
●双向DC/AC转换器。
●单向AC/DC转换器.
●DC/DC转换器。
●EME控制单元。
中间电路电谷器也是功率控制电路的组成部分,用于平整电压并过滤高频部分。
电动机电子伺控系统借助上述部件执行以下功能。
●出现故障和行驶状态不稳定时限制驱动系的扭矩。
●通过EME控制单元控制内部部件。
●通过DC/DC转换器为12V车载网络供电。
●借助DC/AC转换器调节电动机(转速、扭矩)。
●高压电源管理。
●电动机触点控制。
●高压蓄电池触点控制。
●在静止模式中给高压蓄电池充电。
●在行驶模式中高压蓄电池充电(通过能量回收)。
●电动制冷压缩机触点控制。
●电加热装置触点控制。
●与其他控制单元通信,特别是DME、SME和DSC。
●冷却电动机电子伺控系统。
●为冷却EME而控制电动冷却液泵。
●控制电动真空泵。
●控制车内组合式膨胀阀和单向阀。
●分析备用智能型蓄电池传感器。
●主动分析用于高压触点监控(高压互锁)的信号。
●将中间电路电容器主动和被动放电到60V以下的电压。
●自检和诊断。
电动机电子伺控系统由一个独立的冷却液循环进行冷却,循环回路如图5-55
所示。
冷却液循环组成部分:
●一个冷却液-空气热交换器。
●一个电动冷却液泵(80W).
●一个热膨胀平衡罐。
●冷却液管。
图5-55 F18 PHEV电动机电子伺控系统的冷却液循环回路
A一冷却液-空气热交换器(电动机电子伺控系统冷却液循环);B-电动冷却液泵(电
动机电子伺控系统冷却液循环,80W);C-冷却液热膨胀平衡罐(电动机电子伺控系
统冷却液循环);D-电动机电子伺控系统(EME)
F18 PHEV电动机电子伺控系统冷却液循环安装位置如图5-56所示。
图5-56 F18PHEV电动机电子伺控系统冷却液循环安装位置
1- 冷却液-空气热交换器;2-冷却液热膨胀平衡罐;
2- 电动冷却液泵(80W);4动机电子伺控系统(EME)
冷却液-空气热交换器集成住冷却模块中。根据电动机电子伺控系统的冷却请求,
以优化的需求量和消耗量控制电动冷却液泵和电动风扇。
通过根据需求控制电动风扇和电动冷却液泵,避免可能有损电子装置使用寿命的
剧烈温度波动以及省电地进行冷却。
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