五、增程式电机
宝马i3纯电动车的最大行驶里程是150km,增程式宝马i3纯电动车的最大行驶里程可达300km。在这种车型上,使用高电压蓄电池电能的电机作为首要的驱动,只有高电压蓄电池充电时,才激活增程器系统。
增程器系统包括W20发动机,增程式电机,增程式电机电控装置(REME),增程式数字式发动机电控装置。
W20发动机是两缸汽油发动机,用一根齿轮轴与增程式电机连接。高电压蓄电池电压不足时,增程式电机起动W20发动机,此时增程式电机相当于启动机而工作。起动发动机的电能来自高电压蓄电池,发动机起动之后,增程式电机从起动机模式变成发电机模式,产生的电能用于主电机驱动车辆。
W20发动机没有与飞轮机械连接,它产生的机械能只能通过增程式电机转换成电能。主电机(驱动电机)把这些电能转化成机械能,驱动后轮。
宝马i3的增程式电机是一个同步电机,额定电压250V,转速为4 300r/min,电压为330V DC时的连续电功率约为23.3kw,构造和工作原理与永磁式电机相同,转子在内部,带有永磁铁。环形定子位于转子的外部,三相线圈绕在铁芯上。如果三相交流电压加到定子线圈上,就会产生旋转的磁场,拉动转子内的磁铁旋转。
1.冷却
增程式电机的设计温度范围很大,冷却液流量为6L/min,电机冷却液入口管的温度为70℃。由于时滞,电机入口冷却液温度可能达到85℃。能量转换时,尽管电机的能量损失小于发动机,电机壳体温度也可能达到100℃,冷却液管如图13所示。
增程式电机的壳体密闭防水,为了防止湿空气因温度变化产生的冷凝水聚集在增程式电机内部,需要有一根通风管。
2.温度传感器
为了防止高温损坏元件,增程式电机内有一个温度传感器,温度传感器是一个温控电阻,位于定子线圈内。不直接测量转子温度,但可以根据定子温度测量值进行判断。增程式电机电控装置读出并近似评估信号,温度传感器和转子位置传感器如图14所示。
3.转子位置传感器
注意维修时不能拆卸转子位置传感器及其罩盖。根据振幅和相位,增程式电机电控装置可以产生并正确计算定子线圈的电压。必须已知精确设定的转子角度,这也是增程式电机安装一个转子位置传感器的原因。
转子位置传感器固定在增程式电机定子上,按照倾斜传感器的原理工作。在转子位置传感器上有三个线圈。一个给定的交流电压加载到一个线圈上,其他两个线圈各移动90°。这些线圈的感应电压提供有关转子角度的设定信息。转子位置传感器由增程式电机制造商安装并相应对准,所以它已正确调整。
4.机械连接
发动机曲轴和增程式电机通过齿轮轴连接,如图15所示。
5.电气接口
增程式电机有两个传感器接口和一个高电压接口,温度传感器和转子位置传感器接口己经在前面介绍。高电压接口如图16所示。