4.7 ActiveHybrid X6/E72 HEV

ActiveHybrid X6是一款所谓的全混合动力车辆,车辆中安装了通过60V以上的直流电压或25V以上的交流电压驱动的组件。在这些车辆中部分组件需要较大的电功率。混合动力车辆中的高压车载网络以最高650V的直流电压工作,且必须提供较大的电能。除了驱动装置外,混合动力车辆还包括以下主要组件(图4-59):

图4-59 宝马ActiveHybrid X6高压系统部件

●高压蓄能器

●高压导线

●大功率电子系统和电子控制系统

●电机

4.7.1 高压电池(镍氢)

宝马ActiveHybrid X6采用的288V高压电池,重83kg,容量为2.4kW·h,见图4-60。高压电池通过冷却液散热,必要时还可通过空调系统冷却。因此该高压电池的冷却效率比Lexus RX 450h等车辆采用的传统风冷系统高得多。

图4-60 镍氢高压电池模块

4.7.2 供电电控箱

供电电控箱(PEB)控制所有运行状态下的高压车载网、电机双向能量流动、两个电机的转速和转矩,以及电动混合动力机油泵控制系统(电动泵换流器)。PEB是在混合动力合作框架下与GM公司、DaimlerChrysler公司共同研发的成果。

PEB是由四个微控制器(控制单元)构成的中央双向高压混合动力控制单元。这四个控制单元分别是HCP、MCPA、MCPB和EMPI。除这四个控制单元外,PEB还包括用于控制两个电机的两个脉冲变换器(AC/DC变换器)的供电电子装置、用于电动控制混合动力机油泵的一个脉冲变换器(AC/DC变换器)、作为中间电压电路的一个电容器(1mF)和用于所有四个控制单元的外部硬件。PEB部件结构见图4-61。

4.7.3 供电配电盒

供电配电盒(PDB)也是一个高压组件,用于由PEB向辅助电源模块(APM)以及电动空调压缩机(EKK)分配电压。PDB的接口连接线束见图4-62。

图4-61 供电电控箱(PEB)接口

图4-62 PDB连接线束

在PDB内装有两个高压熔丝。20A熔丝用于保护连接APM的高压导线,40A熔丝用于保护连接EKK的高压导线。高压熔丝均保护高压正极导线。PDB内部电路见图4-63。

图4-63 PDB内部电路

4.7.4 高压导线

E72车型各高压部件通过高压导线进行连接并传输所需电能,导线连接方式见图4-64。

图4-64 E72的高压导线连接

4.7.5 辅助电源模块

辅助电源模块(APM)是一个DC/DC变换器,负责实现混合动力车辆两个电压层面间的能量转换。一个电压层面是约300V的高压车载网络,另一个是大家熟悉的14V车载网络。在此,DC/DC变换器取代了以前为14V车载网络供应能量的发电机。因此在行驶状态下14V车载网络的电能供应不再取决于发动机的转速。APM安装位置见图4-65。APM控制单元仅用在E72上。它采用双向变换器设计,即APM在高压车载网络和14V车载网络间对电能进行双向传输。APM是在混合动力合作框架下与GM公司、DaimlerChrysler公司共同研发的成果。APM单元电路连接见图4-66。

图4-65 APM安装位置

4.7.6 变速器与电机

两个大功率电机(67kW和63kW)和“双模式主动变速器”集成在一个与传统自动变速器大小相仿的壳体内。

通过将两个电机集成在BMW ActiveHybrid X6双模式主动变速器内,可实现两种驱动方式。双模式主动变速器以无级ECVT变速器(电动连续可变变速器)为基础,该变速器可在两种功率分支式运行状态下工作。顾名思义,双模式主动变速器可以明显改变电机和发动机传输功率的比例。根据行驶情况,可通过电机、发动机以可变功率比例使用两种驱动装置共同驱动。变速器内部结构见图4-67、图4-68。

图4-66 APM单元电路连接

图4-67 双模式主动变速器

主动变速器包括以下部件:

●两个电机

●三个行星齿轮组

●四个片式离合器

图4-68 双模式主动变速器内部结构

电机A和B共同构成了E72混合动力驱动装置的电气部分。它们都集成在主动变速器内,图4-69显示了电机剖视图。

两个电动机均为永磁式同步电机,既可以作为电动机又可以作为发电机运行。

图4-69 电机剖视图

4.7.7 电动空调压缩机

E72是首款采用电动空调压缩机(EKK)的BMW量产车型。由于该压缩机带有一个电动传动装置,空调系统可以不通过发动机驱动,见图4-70。

图4-71展示了电动空调压缩机的结构。这种电动空调压缩机由Denso Automotive公司制造。

图4-70 E72的电动空调压缩机

图4-71 电动空调压缩机的结构