增程电动机电子装置(REME)的主要任务是控制增程电动机,它将高电压蓄电池的直流电压转换为用于控制增程电动机(作为电动机)的三相交流电压[最高约为420V(AC)],此时最高电流为200A;反之,增程电动机作为发电机运行时,增程电动机电子装置将增程电动机的三相交流电压转换为直流电压,从而为I01提供驱动能量,此时持续相电流约为130A。对于这两种运行方式来说都需使用双向DC/AC转换器,该转换器可作为逆变器和直流整流器工作。 I01的整个增程电动机电子装置位于一个铝合金壳体内,在该壳体内装有控制单元和双向DC/AC转换器。
1.安装位置和固定。
增程电动机电子装置安装在I01后部一个与后备厢隔开的区域内,如图8-98所示。
REME通过三个螺栓固定在右侧后桥模块上。
隔热板可减少因内燃机导致REME受热。隔热板通过三个螺栓固定在REME上,为松开REME上的扁平高电压插头和信号插头,必须拆卸该隔热板。
2.REME上的接口。
图8-99和图8-100展示了增程电动机电子装置的所有接口。
增程电动机电子装置上的接口可分为四个类别:低电压接口、高电压接口、电位补偿导线接口、冷却液管路接口。
(1)低电压接口 在增程电动机电子装置多芯低电压插头内汇集了两个带有以下信号的多芯导线。
①REME控制单元供电(总线端30B和总线端31)。
② PT-CAN2。
③ACSM的两根导线,用于发生相应严重程度的事故时传输快速关闭高电压系统的信号。
④唤醒导线。
⑤高电压触点监控电路输入端和输出端(REME控制单元分析信号)。
⑥电动机的转子位置传感器(供电和传感器信号)。
⑦电动机定子绕组内温度传感器的信号。
这些导线和信号的电流强度相对较小。
(2)高电压接口 在REME上连接两根高电压导线(图8-101):自增程电动机的三相高电压导线;自EME或KLE的两芯高电压导线。
三个螺栓中的两个便于接触和易于松开,如图8-102所示。松开第三个螺栓时,必须首先取下高电压触点监控电桥,之后才能看到并松开第三个螺栓。断开高电压触点监控电桥可使高电压系统关闭。
REME上的高电压接口如图8-103所示。
在标配情况下,REME通过一根两芯高电压导线与EME连接,EME将REME的较高直流电压转换为三相交流电压并将其输送至电动机,电动机根据驾驶员的要求消耗相应电能。如果电动机未完全消耗所提供电能,可将其中部分能量用于高电压蓄电池充电。需要启动增程器内燃机时,就会从高电压蓄电池获得所需电能。直流电压通过两芯高电压导线首先输送至EME。EME将该直流电压输送至REME,在此转换为三相交流电压,最后输送至增程电动机。
在装有便捷充电电子装置的车辆上,REME通过一根两芯高电压导线和一个扁平高电压插头连接到KLE上,KLE同样通过一根两芯高电压导线和一个扁平高电压插头连接到EME上。由增程电动机产生的三相交流电压通过REME转换为直流电压并通过高电压导线从REME经由KLE输送至EME,由高电压蓄电池提供启动增程器内燃机的所需能量。在此通过两芯高电压导线经由EME、KLE将直流电压输送至REME,EME和KLE不对该直流电压进行转换,而是仅负责接通。通过采用这种接通方式(通过KLE),在I01上只需安装一种EME型号(不根据配置情况)。
(3)结构和功能 增程电动机电子装置内部由两个子组件构成,即双向DC/AC转换器和REME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。通过上述子组件执行以下功能:通过DCAC转换器控制电动机(转速和扭矩);读取和分析增程电动机的温度传感器;读取和分析转子位置传感器;接通增程电动机;接通电动机电子装置或便捷充电电子装置;与其他控制单元通信;中间电路电容器主动和被动放电到低于60V的电压;自检和诊断功能。
用于控制电动机的供电电子装置主要由双向DC/AC转换器构成。这是一种脉冲变流器(又称为“换流器”),带有一个两芯直流电压接口和一个三相交流电压接口。该DC/AC转换器可作为逆变器工作,作为电动机工作时将电能从高电压蓄电池传输至增程电动机。它也可以作为整流器工作,将电能从增程电动机(通过EME,必要时通过KLE)传输至电动机或高电压蓄电池,如图8-104所示。
DC/AC转换器的运行模式由REME控制单元决定。为此,REME控制单元从EME控制单元接收作为主要输入参数的规定值。REME控制单元根据该规定值和当前增程电动机运行状态(转速和扭矩)确定DC/AC转换器的运行模式以及增程电动机相电压的振幅和频率,根据这些规定值以脉冲方式控制DC/AC转换器的功率半导体。
除DC/AC转换器外,供电电子装置还包括DC/AC转换器交流电压侧所有三相内的电流传感器。REME控制单元通过电流传感器信号监控供电电子装置和增程电动机内的电功率以及增程电动机产生的扭矩,通过电流传感器信号以及增程电动机内转子位置传感器信号还能接通增程电动机电子装置控制电路。
增程电动机电子装置和增程电动机的功率数据在研发过程中进行了相互匹配,因此增程电动机电子装置能够持续提供约23.3kW的电功率(4300/min时的DC功率)。为了防止供电电子装置过载,在DC/AC转换器上还有一个温度传感器。如果根据该传感器信号识别出功率半导体温度过高,REME控制单元就会降低增程电动机提供的或输出至增程电动机的功率,以保护供电电子装置。如果功率降低程度能够让客户明显感觉到,就会通过一条检查控制信息提示客户。如果增程电动机温度超出允许范围,客户也会获得相同的故障响应(降低功率)和相同的检查控制信息。
