三、电力电子模块
(一)电力电子控制单元
电力电子控制单元集成在电力电子模块中,如图14所示。位于排气歧管下方的右侧,且装配有保护其免受热辐射的隔热板。
电力电子控制单元根据请求为电动机提供三相交流电压,监测电动机的温度,执行诊断并为电控多端顺序燃料喷注/点火系统(ME-SFI)[ME]控制单元提供预测的可用转矩。
直流变压器(DC/DC转换器)位于右前轮罩中,可产生直流高压和12V的直流电压,并实现高压车载电气系统与12V车载电气系统之间的能量交换,如图15所示。高电压与12V电压之间可以双向转换。
注意,由于12V车载电气系统与高压车载电气系统之间会交换蓄电池能量,因此,在点火接通的情况下,可通过12V跨接电缆对车辆进行跨接启动。换言之,如果蓄电池已经放电,则不需要单独的高电压充电器来启动车辆。
(二)电力电子和DC/DC转换器冷却
电力电子模块和DC/DC转换器模块共用一个低温冷却系统,该系统与内燃机的冷却系统分开。该低温冷却系统可防止电力电子模块和DC/DC转换器模块出现过热损坏。电控多端顺序燃料喷注/点火系统(ME-SFI)[ME]控制单元通过来自低温回路温度传感器的电压信号记录电力电子冷却系统中的冷却液温度。
ME-SFI [ME]控制单元根据冷却液温度促动循环泵继电器1,循环泵1打开。循环泵2通过循环泵继电器2打开。点火接通时,循环泵继电器2由电路15促动。冷却液流经DC/DC转换器模块和电力电子模块,并吸收这些部件的热能。之后,冷却液流经低温冷却器,由此处的气流进行冷却,然后流回循环泵1中,如图16所示。
(三)高压蓄电池模块
1.高压蓄电池安装位置
高压蓄电池模块位于发动机舱右后部,可保护高压蓄电池免受外部热量的作用,并确保物理稳定性。高压蓄电池模块包括高压蓄电池、蓄电池管理系统(BMS)控制单元和保护开关。制冷剂管路和电线(高压/12V)可与高压蓄电池模块相连。高压蓄电池是锂离子蓄电池,可为电动机储存能量,如图17所示。
与镍氢电池相比,优点有:电效率更高;能量密度更高,因此重量更轻,尺寸更紧凑。
高压蓄电池通过DC/DC转换器与12V车载电气系统相连,从而可在必要时为12V车载电气系统提供支持。保护开关由蓄电池管理系统(BMS)控制单元促动,并在内部将高压蓄电池的正极和负极接线柱与高压车载电气系统绝缘。
2. 高压蓄电池冷却
高压蓄电池的工作温度必须处于特定范围内,以确保充电功率、充电循环的次数和高压蓄电池的预期使用寿命达到最佳。蓄电池管理系统(BMS)控制单元评估来自高压蓄电池电池温度传感器的数据,以确定当前高压蓄电池温度,必要时,会通过电控多端顺序燃料喷注/点火系统(ME-SFI)[ME]控制单元发出冷却输出请求。蓄电池管理系统(BMS)控制单元将冷却请求通过驾驶驱动数据链控制器区域网络(CAN)传送至ME-SFI [ME]控制单元。后者将请求与能量管理系统的目标值进行比较,并促动电动制冷剂压缩机。电动制冷剂压缩机的促动与高压蓄电池电量以及允许的最大放电电压/电流有关。使用钥匙启动车辆之后,允许进行首次促动,并在电路15断开时撤销,高压蓄电池冷却的示意图如图18所示。
如果能量管理系统允许进行促动,则该信息连同冷却输出请求一起由ME-SFI [ME] 控制单元通过底盘CAN传送至中央网关控制单元。该许可通过车内CAN继续传送至自动空调(KLA)控制单元,并由后者通过CAN网络促动电动制冷剂压缩机。
空调切断阀打开,制冷剂流经集成在高压蓄电池模块中的蒸发器。热能从高压蓄电池和蓄电池管理系统(BMS)控制单元中吸出。冷却输出功率很大程度上取决于电动制冷剂压缩机的促动水平。发动机怠速或自动停机时,电动制冷剂压缩机的输出功率被限制为最高2kW。如果车辆突然加速,电动制冷压缩机将被短暂(小于10s)降低输出功率至0kW。