宝马i3所用电机是同步电机。其基本结构和工作原理与带内转子的永磁激励同步电机相同(图12-23):转子位于内部且装备了永久磁铁。定子以环形方式布置在转子外围,由安装在转子凹槽内的三相绕组构成。如果在定子绕组上施加三相交流电压,所产生的旋转磁场(在电机运行模式下)就会“带动”转子内的磁铁。
图12-24展示了定子不带绕组的部分。转子由一个重量经过优化且位于内部部件内的托架、一个挡板套件和布置在两个位置的永久磁铁组成。因此可提高电机产生的转矩。转子热压在驱动轴上。
i3电动汽车电机无需加注机油。仅对两个包含油脂的深沟球轴承进行润滑。通过从电机电子装置输出端输送至电机的冷却液进行电机冷却。在电机内冷却液流过布置在外侧的螺旋形冷却通道。壳体末端的两个O形圈密封冷却通道。电机冷却管路如图12-25所示。
为避免因温度过高而造成组件损坏,i3车型电机内有两个温度传感器。两个温度传感器位于定子绕组内。转子温度不直接测量,而是根据定子内的温度传感器测量值进行确定。
两个温度传感器都是NTC型电阻。其信号以模拟方式由电机电子装置读取和分析。
为确保电机电子装置正确计算和产生定子内绕组电压的振幅和相位,必须知道准确的转子角度位置。因此在离开变速器的驱动轴端部处有一个转子位置传感器。电机传感器安装位置如图12-26所示。
更换电机或电机电子装置时,必须通过诊断功能将角度代码写入电机电子装置内。可在电机型号铭牌上找到角度代码。
在行驶方向左侧,有一个支撑臂将电机壳体与后桥模块连接在一起,如图12-27所示
该支撑臂不用于承受驱动单元的重力。驱动力矩也通过该支撑臂传输至后桥模块并最终传递到车身上。整个驱动单元(电机、电机电子裝置和变速器)还通过稳定杆连杆与后桥模块连接在一起。
需要拆卸电机时,必须事先拆卸整个后桥。这种情况也适用于拆卸变速器和电机电子装置。只有这样才能将附加托架从壳体上松开并拆卸各个组件。
变速器总传动比为9.7:1。因此变速器输入端的转速是变速器输出端的9.7倍。该传动比通过两个圆柱齿轮对来实现。因此在变速器内输入轴旁还有一个中间轴。变速器输出端处的圆柱齿轮与差速器壳体固定连接在一起并驱动差速器。变速器内部结构如图12-28所示。
断开变速器与电机的连接后必须更换O形密封圈和Ⅹ形密封圈。以环形方式布置在变速器壳体上的通孔用于固定连接壳体与变速器和电机的铝合金螺栓。拆卸后必须更换铝合金螺栓。
驻车锁作用于操纵轴。在操纵轴端部带有一个锁销,该锁销随操纵轴转动(约70°)而起旋转。这样可将驻车锁棘爪推入驻车锁止轮内并使变速器输入轴卡止。通过锁销复位可重新释放驻车锁棘爪,通过回位弹簧将其从驻车锁止轮内拉出并使变速器输入轴开锁。通过个固定元件使操纵轴固定在与“挂入”和“松开”状态相对应的两个位置。固定元件卡入凸轮盘上相应凹槽内。通过移动方式或变速器作用力不会将杆从上述位置推出,因此在不提供辅助能量的情况下两个位置保持稳定状态。驻车锁机械结构如图12-29所示。
电机电子装置由以下子组件构成:双向DC/AC转换器、单向AC/DC转换器、DC/DC转换器和EME控制单元。功率电子电路也由中间电路电容器构成,用于平滑电压和过滤高频部分。
上述子组件执行以下功能:通过EME控制单元控制内部子组件;通过DC/DC转换器为12V车载网络供电;通过DC/AC转换器控制电机(转速、转矩);高压电源管理;通过汇流排接通电机;接通高压电池;在静态运行模式下为高压电池充电;接通便捷充电电子装置;接通电动空调压缩机;接通电气加热装置;接通增程电机电子装置;与其他控制单元通信,特别是数字式发动机电气电子伺控系统(EDME);冷却电机电子装置;分析电动机械式驻车锁的传感器;控制电动机械式驻车锁;控制电动真空泵;中间电路电容器主动和被动放电到电压低于60V;针对高压触点监控主动分析信号(高压互锁);自检和诊断功能。
