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技术亮点(二)
♦文/北京杨宝利
(接丨.期)8.高压接线盒
高压接线盒(HVJB )如图9所示,HVJB 包含以下部件:① 充电控制模块(BCCM );② 直流/直流转换器(DC /DC );③ HVJB 及内部熔丝。
HVJB 接收来自HV 蓄电池的HV 电源并将电源分配给辅助 HV 部件。当车辆连接至电网电源进行充电时,HVJB 还会接收
来自BCCM 的电源,将来自BCCM 的输入电压引导至HV 蓄电 池。HVJB 位于车辆下部、BISG 逆变器旁边。HVJB 含有HV 系 统辅助部件的熔丝。由HVJB 提供电力的HV 部件有:①HVCH - 40A ;②eAC 压缩机-40A 。
无限v3(i )
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I- HV 熔丝;2-冷却液进口; 3-冷却液出口; 4-12V 输出;5-接地;6-
至电动空调(eAC )压缩机的HV 连接;7-至HV 冷却液加热器的HV 连接 8-通风器;9-至HV 蓄电池的HV 雜;10-至充电端口的HV  DC 酿;I I - 低压(LV )信号连接;12-低压信号连接;13-来自充电端口的HVAC 输入;14-低压信号越。__________________________________________
图9高压接线盒
蓄电池充电控制模块(BCCM )整合到HVJB 中。BCCM 包 含一个7kW 交流(AC )车载充电器,它带有100A 直流(DC )接触 器并集成了3.8kW 直流/直流DC /DC 转换器。BCCM 的作用是向
汽车滤清器HV 蓄电池供应DC 电力。通过HVJB 将电力供应给HV 蓄电池。 BCCM 、BECM 和PCM 之间通过HSCAN 进行通信。当车辆处
于电源模式0时,BCCM 与BECM 之间进行通信,以确保监测
HV 蓄电池充电率和模块温度。通过BCCM 将AC 输入电压转换为 HV 蓄电池充电所需的DC ,来完成此操作。可使用三相插入式充
电电缆,但BCCM 只使用一个相位。
当连接到外部电源时,BCCM 将AC 电压转换为HV 蓄电池充 电所需的DC 。也可使用DC 电源壁挂充电箱利用DC 电流直接为
HV 蓄电池充电。该模式能够在BCCM 管理下,以高达100A 的电
流直接对HV 蓄电池进行充电。这样可以调节充电电流以防止损 坏HV 蓄电池,从而确保蓄电池模块具有最佳性能和寿命。这个 37kW 值是最高值,在充电过程中,BCCM 可能会将该值调节至 较低的水平。
直流/直流(DC /DC )转换器为车辆和启动蓄电池提供12V 电 源^ DC /DC 由HV 蓄电池供电,将来自HV 蓄电池的HV 电源转
换为12V 系统电压,供车辆启动蓄电池和电气负载使用。它用于
对12V 启动蓄电池充电,并为所有12V 部件提供电力。DC/DC 的输出约为14V 。HV 电路和低压电路以“电流隔离”的方式相 互隔离(HV 和12V 电路之间没有直接连接)。这就防止了HV 和低 压电路连接在一起。DC /DC 并不能将12V 电压转换为HV 以便 为HV 蓄电池充电。警告:DC /DC 属于12V 电源。在执行任何需 要断开12V 蓄电池的作业时,还必须断开DC /DC (例如,在拆下 安全气囊时)。利用JLR 诊断设备上的应用程序,可以用电气方 式完成此操作。如果应用程序不可用,则必须以物理方式从DC /
DC 转换器断开12V 连接。DC /DC 通过HS  CAN 电源模式0系统
总线接收车身控制模块(BCM )/网关模块(GWM )的通信。BCM /
GWM 将会发送充电负载请求,DC /DC 将会生成正确的输出电
压和电流以匹配车辆负载请求。DC /DC 有一个压力均衡接头。 该接头通过管道和软管连接至发动机舱左后部的空气。这使得
DC /DC 内的压力与大气压力达成平衡,以防止DC /DC 转换器内
部形成压力或真空。9.电动后驱动器伊兰特sports
电动后驱动器(eRAD )如图10所示,eRAD 是一个永磁同步 电机,位于后轴上。它取代了后轴和差速器。eRAD 驱动中间齿 轮和开放式差速器,进而通过半轴驱动车轮。与发动机和变速器 配合驱动前轮,eRAD 因而提供全轮驱动(AWD )能力。eRAD 提 供80kW 功率和260N  . m 扭矩。当eRAD 作为电机工作时,逆变
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器接收来自HV蓄电池的直流(DC)电源,然后将DC转换为三相 A C。HVAC被施加到电机中的三相定子绕组。来自旋转分解器 环位置传感器的数据用于控制HV三相AC的相位。根据来自PCM 的扭矩请求指令,逆变器确定施加到eRAD上的HV三相AC的相 位(如同步电机操作部分中所述)。逆变器和PCM通过FlexRay总 线网络进行通信。当处于再生制动模式时,eRAD产生三相AC 以供应至逆变器(如同步电机操作部分中所述)。逆变器会将AC 整流为DC并调节电压,以便向HV蓄电池充电。逆变器控制在再 生制动期间回收电能以及对前后轮施加的制动效果。PCM通过 FlexRay总线网络将来自每个eRAD的所需制动力数据发送至逆 变器。eRAD具有两个电气接头:①至逆变器的HV DC电源供 应;②LV DC电源和网络连接。
eRAD具有一个置于车身的接地带状搭铁线,具有三根通风 管:
① 用于电机的远程通风;
② 用于eRAD变速器的远程通风;
③ 逆变器上的Gortex通风。
1-驻车锁执行器;2-输出轴密封件;3-驱动断开位置传感器;4-传动系 统断开执行器;5-eRAD逆变器;6-eRAD逆变器HV连接;7-eRAD逆 变器冷却连接;8-eR A D冷却连接;9-驻车锁位置传感器;10-变速器通 风管;11-eRAD舰管。
图10 eRAD电动后驱动器
eRAD的操作由所连接的逆变器根据来自PCM的扭矩请求 指令进行控制。逆变器根据需要在电机和发电机两个角之间切 换eRAD的操作。永磁同步电机使用了配备永磁铁的转子,永磁 铁与定子绕组处产生的电磁场同步。通过按照逐渐改变每个绕组 极性的顺序向定子绕组上施加三相A C,定子周围将会产生旋转 的电磁场。转子位置与这个旋转的电磁场保持一致,从而吸引转 子磁铁的磁场,导致转子转动。当转子和旋转的定子磁场完全同 步时,转子的输出速度与施加到定子绕组上的AC频率成正比。在这种情况下,电机功率输出达到最大。当电磁场绕着定子旋转 时,转子的位置将会与其相匹配。变速器的内部齿轮直接安装到 转子上,并驱动中间齿轮。中间齿轮驱动差速器。图11展示了简单永磁同步电机顺时针转动的旋转情况。施加到定子绕组上的三 相AC受到控制,因此能够从一套绕组旋转到下一套绕组,转子 遵照相同的速率旋转。
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1-定子绕组;2_转子;3-三相雜;4-A-电压/振幅;5-巳-时间。
图11 eRAD同步电机的操作
施加到定子绕组上的电流的大小和相位与电机的扭矩输出 成比例,因此需要进行精确控制才能实现电机的效率。旋转分解 器环位置传感器用于准确检测转子相对于旋转电磁场的速度和位 置,以便全面控制电机输出。旋转分解器输出直接被供应至逆变 器。然后,逆变器在定子线圈上施加正确的频率和电压,以确保 电机的扭矩输出与PCM发送的扭矩请求相匹配。逆变器也使用位 置信息来确保转子始终与旋转的磁场保持同步。
当转子的磁场滞后于定子的旋转磁场时,电机将会产生扭 矩。随着永久磁铁持续尝试“赶上”定子的旋转磁场,电机将会 产生扭矩。AC输入的正时相对于转子的位置提前,输入的提前 量越大,产生的扭矩也就越大。但是,AC输入过于提前将会导 致磁场脱离同步状态,电机将会停转。AC输入的正时也可以相 对于转子的位置滞后,旋转磁场试图往相反的方向拉动转子,产 生可调节的制动扭矩。当制动的动能转换为电能时,电机将会变 为发电机。随着转子绕着定子转动,转子的磁场将会穿过定子绕 组,从而感生出三相A C。转子的速度和定子线圈的磁场强度与 发电机输出成正比。
eRAD动力传递示意图如图12所示。电机通过减速齿轮驱动 变速器并eRAD断开。变速器差速器产生的驱动力经由中空的电 机中心被传回至左后轮,并且差速器产生的驱动力直接被传送至 右后轮。每个eRAD的操作甶所连接的逆变器根据来自PCM的扭 矩请求指令进行控制。
2021/05 •蘇
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逆变器根据需要在电机和发电机两个角之间切换eRAD 的 操作。当eRAD 作为电机工作时,逆变器接收来自HV 蓄电池的
DC 电源,并将DC 转换为三相AC 。HVAC 被施加至I J 电机中的三
相定子绕组。来自旋转分解器环位置传感器的数据用于控制HV 三相AC 的相位。根据来自PCM 的扭矩请求指令,逆变器确定施 加到eRAD 上的HV 三相AC 的相位(如上面同步电机操作部分中所 述)。逆变器和PCM 通过FlexRay 总线网络进行通信。当处于再 生制动模式时,eRAD 产生三相AC 以供应至
逆变器。逆变器会 将AC 整流为DC 并调节电压,以便向HV 蓄电池充电。逆变器控 制在再生制动期间回收的电能以及对后轮施加的制动效果。来自
eRAD 所需的制动量数据通过FlexRay 总线网络从PCM 发送至逆
变器。
再生制动有两个级别:①
超速:当驾驶员将脚从加速器踏板上抬起时,逆变器会将
电机的操作更改为发电机,并产生电磁制动(负)扭矩。PCM 将会基 于eRAD 和蓄电池容量向ABS 控制模块发送有多少负扭矩可用于再 生制动的计算值。ABS 模块将会计算前后轮所需的制动偏差,然 后通过FlexRay 总线网络将此数值发送至PCM 。然后,PCM 通过
eRAD 逆变器请求所需的负扭矩,以保J 寺恒定的减速度。
制动踏板:当踩下制动踏板并且所需的制动力高于0.2g
时,PCM 将会基于eRAD 和蓄电池容量向ABS 控制模块发送有 多少负扭矩可用于再生制动的计算值。ABS 模块将会计算前后 轮所需的制动偏差,然后通过FlexRay 总线网络将此数值发送至
PCM 。然后,PCM 通过eRAD 逆变器请求所需的负扭矩,同时
混合来自集成动力制动控制模块的液压制动力,以达到所需的制 动水平。
注意:超速时,驾驶员可以从触摸屏菜单中选择两种再生制 动力模式:高(最高为0.2g 制动力)和低(最高为0.07g 制动力)。这 就允许驾驶员控制松开加速器踏板时产生的负扭矩量。在驾驶时 可以选择这些模式,并且可以在两者之间平稳过渡。例如,当车 辆滑行下坡且未踩下加速器踏板时,驾驶员可以选择高水平再生 制动,以便更多地控制车辆下坡速度。
10. eRAD 逆变器
eRAD 逆变器如图13所示,它直接连安装接到eRAD ,三相
接头在内部直接连接到eRAD 。注意:eRAD 逆变器不是可维修 部件。如果需要更换eRAD 逆变器,则必须将整个eRAD 组件作 为一个单元进行更换。
11. eRAD 驱动器断开连接
当速度超过145km /h 时,eRAD 从主减速器断开。这可确保
eRAD 不会超速。通过eRAD 的最终传动部分中的斜台和执行器在 eRAD 中实现断开。如图14所示,电机驱动齿轮,齿轮进而驱动
固定式凸轮环。当固定式凸轮环赖时,它会促使弹簧加载的凸轮
图13 eRAD 逆变器
环返回到此过程中,使犬齿不再同步,并断开eRAD 与差速器之间 的驱动。由外壳上的一个传感器监测驱动断开装置的位置。12. 皮带集成式启动机发电机和BISG 逆变器
皮带集成式启动机发电机(BISG )和BISG 逆变器如图15所 示,HVBISG 位于发动机前部通常安置发电机的位置。BISG 逆 变器位于车辆地板下方HVJB 旁边,具有一个来自BISG 的HV 输 入和_个接至HV 蓄电池的HV 输出。BISG 即可作为发电机,也 可作为启动机工作。BISG 作为发电机时,产生提供给HV 电力。
HV  BISG 作为电机时,可使发动机转速从0提升至指定的运行速
度。如果驾驶员需要的扭矩高于EV 系统的能力,或者系统认为 出于低蓄电池荷电状态等其他原因,而必须启动发动机时,则
BISG 将作为电机工作。当温度低于-5C 时,使用传统启动机电
机以启动发动机。
13. 电动空调(EAC )压缩机
电动A/C 压缩机如图16所示。压缩机由一个HV 电机总成驱 动,该总成由来自HVJB 的电源供电。该装置内部有一个逆变 器,用于将HV 蓄电池提供的DC 输入电压转换为三相AC 电源以 驱动电机。该电路由位于HVJB 内的一个熔丝提供保护。压缩机 位于发动机前部,使用SPA 2机油进行润滑。
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1-B IS G冷却液进口;2-B IS G低压电机进口连接;3-B IS G冷却液出口;4-B IS G通风器盖;5-B IS G H V A C出口连接;6-B IS G通风管;7—低压 1S妾8-至PHEV蓄电池的H V D C接头;9-BISG逆变器HVAC进口连捺 10-B IS G逆变器冷却液出口;11-B IS G逆变器冷却液进口。
图15 BISG和BISG逆变器
图16电动空调(EAC)压缩机
14.高压冷却液加热器
高压冷却液加热器(HVCH)如图17所示。HVCH为7kW,用于对乘客舱加热。使用电源模式0 HS CAN系统控制HVCH。HVCH集成在乘客舱加热回路中,它通过热交换器将产生的热量 传递至乘客舱。HVJB中有一个用于电路保护的熔丝,它是不可 更换的。HVCH位于发动机舱内、变速器前面。
图17高压冷却液加热器
15.等电位连接
HV系统的所有电气部件都有一个接至车辆底盘的电气等电 位连接。这将确保不会因为HV部件和金属底盘部件之间的压差产生电击。具有单独的电气等电位连接的HV部件包括:
①HV蓄电池;②DC/DC;③BCCM;④HVJB;⑤HV冷
却液加热器。
电动空调(A/C丨压缩机和混合动力驱动总成使用发动机和变
速器接地连接。
四、PHEV相关部件冷却
1.电力驱动部件的冷却
PHEV相关部件冷却管道如图18所示,冷却回路示意图如图
xnv19所示。发动机冷却液循环流过高压(HV)部件,以便对其进行冷
却。PCM控制以下高压电气部件的冷却:
① 高压接线盒HVJB(包含DC/DC转换器和BCCM充电控制 模块);
② 电动后驱动器(eRAD);
③ eRAD逆变器;
④ HVBISG;
⑤HV BISG逆变器。
PCM利用这些温度传感器来确定流经HV电气部件所需的发
动机冷却液流量。
图18 PHEV相关部件冷却管道
图19 HV部件冷却回路示意图
(未完待续)E (作名杨宝利t作妒位:装备部壯北京地K Y•事代表丨坫
¥事代衣室>
1-电动冷却液栗;2-增压空气冷却器;3-BIS G逆变器;4-e R A D和逆变器;
5-BISG; 6-涡流罐;7-辅助散热器。
2021/05 •笠甜與蘇
2月13日起北京恢复尾号限行
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