宝马X1 PHEV高电压组件的电机电子装置(上)

◆文/山东 刘春晖

宝马X1插电式混合动力采用了与绝大多数同类车型不一样的四驱方式，即发动机单独驱动前轴，电机则单独驱动后轴，既要各司其职，又需无缝配合。这其中海量的标定、计算和验证逻辑，成就了宝马独门绝技——“eDrive”混动控制系统。除了可以自主选择MaxeDrive、SaveBattery之外，AutoeDrive模式则可根据路况及驾驶风格，使电动机和汽油发动机协同运行。

一、电机电子装置作用

电机电子装置(EME)作为电机和高压启动电动发电机的电子控制装置。该装置负责将高压蓄电池单元(最高340VDC左右)的直流电压转换成三相AC电压，用来启用电机和高压启动电动发电机，在此过程中，电机和高压启动电动发电机作为电动机。相反，当电机和高压启动电动发电机作为发电机工作时，电机电子装置将三相AC电压转换成直流电压，并为高压蓄电池单元充电。比如，在制动能量再生(能量回收)过程中发生此类操作。为了进行这两种模式的操作，有必要配备DC/AC双向转换器，该装置可以作为换流器和整流器进行工作。DC/DC转换器同样与电机电子装置即成为一体，确保12V汽车电气系统的电压供给。

F49 PHEV的整个电机电子装置位于一个铝制壳罩内。控制单元(DC/AC双向转换器以及12V汽车电气系统的DC/DC转换器)位于该壳罩内。

EME控制单元还承担其他任务。比如：高压动力管理，对高压蓄电池单元的可用高压进行管理，同样与EME集成为一体。此外，EME有各类输出级，负责12V执行机构的启用。

二、电机电子装置位置及相关连接

1.安装位置

如图1所示，电机电子装置安装在后桥下方的汽车底部。EME的上部接线位于行李舱底部盖板下方螺丝拧固的盖子下方。

2.连接件

如图2所示，电机电子装置的接线可以分为四类，分别为低压接口、高压接口、3个螺纹孔，用于等电位连接以及冷却液线路的接线。等电位连接的螺纹孔如图3所示。

(1)低压接口

电机电子装置外部低压接头连接的线路和信号包括：用于EME控制单元的电源(引自配电箱的终端30B，位于前侧和地面)，FlexRay总线系统，PT-CAN总线系统，PT-CAN2总线系统，唤醒导线，引自ACSM的信号线路，用于传送碰撞信息，汽车内部截止阀的动作，高压联锁回路电路的输入和输出(EME控制单元评估信号，如果出现电路干扰，将切断高压系统。SME冗余)。启用电动真空泵，电动冷却液泵(PME)：脉冲宽度调制信号，电机转子位置传感器的评估，电机温度传感器的评估，高压启动电动发电机的转子位置传感器的评估，高压启动电动发电机的温度传感器的评估。

此类线路和信号的电流等级相对较低。电机电子装置通过两个独立的低压连接和大横截面线路与12V汽车电气系统相连(终端30和终端31)。通过这种配置与电机电子装置内的DC/DC转换器接通，并为整个12V汽车电气系统提供能量。带有电机电子装置的这两条线路通过螺丝进行连接。图4通过简单的接线图描述了电机电子装置的低压接口。

(2)高压接口

在电机电子装置中，共有四个与其他高压组件线路相连的高压接口(表1、表2)。电动空调压缩机及电气加热装置当前位于便捷充电电子装置上。图5所示简单的接线图描述了电机电子装置与其他高压组件之间的高压接口。

(3)高压电缆

如图6所示，高压电缆连接高压组件，并且采用橘色电缆套标识。混动汽车制造商已达成统一意见：高压电缆采用警示黄色进行标识；禁止修理高压电缆；如有损坏，该线路必须全部更换。

如图7所示，高压电缆禁止过度弯曲或扭结。弯曲半径不得小于70mm。过度弯曲/扭结高压电缆会损害电缆护套，导致汽车高压电气系统隔离故障。严禁对带电高压组件进行检修。在开始涉及高压组件的每项操作前，必须断开高压系统的电源，并确保不会重新连接后方可进行检修。

3.拆除高压平接头

高压平接头拆除方法如表3所示。高压联锁回路的桥接禁止在高压系统启用状态下拔出。重新安装高压电缆时安装相反的顺序执行。高压组件上高压平接头的示例如图8所示。围绕高电压导线的两个电气接点各有一个屏蔽层接点。此外高电压接口还可防止接触导电部件。接点本身带有塑料外套，从而防止直接接触。只有连接高电压导线时，才压开外套并进行接触。

4.拆除高压圆形接头

表4中的图示通过电机电子装置中高压接口的描述了拆除高压圆形接头的相关程序，在示例中，所连接的高压电缆用于电气加热装置。图中显示了I01电机电子装置的连接，必须严格遵守该项接线。F49 PHEV的高压圆形接线与I01不同，但是其他方面完全相同。

高压元件接头的结构如图9所示，当重新连接高压电缆时，不得同时推动锁定元件。接头在该组件的高压接口上进行纵向滑动即可。确保锁定元件就位(“咔哒”声)。此外，应当拔一下接头检查锁定元件是否就位。

高压接头内的桥接出于安全考虑而配置。当高压电缆与高压组件连接时，高压联锁回路的信号通过该桥接传送。为了将高压电缆与电动空调压缩机和电气加热装置相连，电压通过电动空调压缩机的桥接或变速器控制单元传输。如果其中一个电路被切断，还会导致相关高压电缆中电流的自动切断(回归至零)。因为桥接的两个接点在高压接点前侧相对布置，这种布置可以持续进行保护，防止在拆除高压接头时形成电弧。

5.电位补偿线路的连接

绝缘监控装置判定带电高压组件(比如：高压电缆)与地面之间的隔离电阻是否超过或低于规定的最小值。如果隔离电阻低于最小值，则汽车零件存在产生危险电压的风险。如果有人碰触带电的二次高压组件，则可能遭受电击。如果人员接触第二个带电高电压组件，就会存在电击危险。

因此，F49 PHEV的高压系统配备了全自动绝缘监控装置。高压系统启用后，它通过蓄电池管理电子装置进行定期监控。地面作为基准电位，在不通过附加措施的条件下，这种方式只可以判定高压蓄电池单元中的局部绝缘故障。但是，判定汽车中高压电缆至地面的绝缘故障同等重要。因此，高压组件的所有导电壳罩与地面进行导电连接。通过这种布置，整个高压电气系统中的隔离故障可以从绝缘监控的中心点发现。

6.通风口

如图10所示，通风口与壳罩一侧集成为一体，防止电机电子装置内部积水(温度变化，空气水分凝结等原因所致)。通风口还可以确保壳罩内部和周边区域的压力补偿。为了实现这两个目的，通风口配备了一个隔膜，隔膜属于透气不透水型装置。

(未完待续)