奧迪e-tron純電動汽車的動力總成(下)

◆文/山東 劉春暉

(接上期)

2.電機的端面密封

由于對轉子軸內性能要求的原因，電機是通過轉子內部冷卻系統用冷卻液來冷卻的。要想不讓電機內冷卻液去往定子，就采用端面密封來讓旋轉著的轉子軸與不動的殼體實現密封。這種端面密封屬于軸向密封，與徑向軸密封圈相比，能承受更高的轉速。受結構所限，前部電機采用一個端面密封，后部電機采用兩個端面密封。

要想實現端面密封的功能，轉動環之間的密封間隙必須要冷卻和潤滑。為了能在所有工作條件下都保證這個狀態，密封轉動環在制造時采用了激光結構。這種激光結構還能把冷卻液壓回入轉子軸，但是無法阻止非常小的泄漏。漏出的冷卻液被收集到一個儲液罐內，儲液罐是用螺栓擰在電機內的。在前橋上，坐標轉換器蓋有個隆起，冷卻液被收集到這個隆起內，此處還有一個排放螺塞。

電機的端面密封用于實現旋轉的轉子軸與不動的殼體之間的密封，前部電機采用一個端面密封(圖11)，后部電機采用兩個端面密封(圖12)。端面密封需要有技術性泄漏，相關部位設置有排液螺栓和儲液罐(圖13)所采用的激光結構會把大量冷卻液送回電機，漏出的冷卻液被收集到專門的空間內(前橋)或者儲液罐內(后橋)，這些冷卻液在進行保養周期檢查時需要排空，當前的維修手冊中沒有規定更換這些密封件(圖14)。

圖11 前橋電機的端面密封

圖12 后橋電機的端面密封

圖13 排液螺栓和儲液罐的安裝位置

圖14 密封件的結構

注意：由于是采用特殊的方法生產的，因此只能是同一面密封的兩個件相匹配，互換是不行的。為防止端面密封損壞，只可在制冷劑循環管路內注滿冷卻液的情況下讓車輛移動。端面密封在無冷卻液時運行會造成其損壞。

四、電驅動控制單元

電驅動控制單元 (功率電子裝置) 的作用是為驅動電機提供所需的交流電流。每個電驅動裝置上都安裝有一個功率電子裝置，前橋電驅動控制單元是J1234，后橋電驅動控制單元是J1235。這兩個控制單元的診斷地址是0051和00CE。如圖15所示，奧迪e-tron電動SUV的電機驅動功率逆變器由上蓋、控制電子裝置、12V接口、高壓直流電接口、通向定子繞組的交流電接口、殼體和密封件組成。奧迪e-tron電動SUV高壓功率電子控制器通過密封件和交流接口與驅動電機連接。

圖15 高壓功率電子控制器結構

1.功能

如圖16所示，電驅動控制單元，也就是功率電子控制器的主要作用是為驅動電機提供所需的交流電。每個電驅動橋都安裝有一個功率電子控制器。它將來自高壓蓄電池的直流電在功率電子控制器內部利用6個IGBT半導體開關模塊組成三相開關電路轉化為交流電。這個轉換是通過脈沖寬度調制來進行的。驅動電機的扭矩和轉速建立分別通過改變脈沖寬度和頻率來進行調節。PWM信號的脈沖寬度導通時間越長則扭矩越大，頻率越高則轉速越高。高壓功率電子控制器冷卻通過低溫冷卻管路來進行。

圖16 功率電子控制器的DC-AC轉換

2.冷卻

功率電子裝置連接在前橋和后橋上低溫冷卻循環管路上。這樣能對功率電子裝置內部的各部件起到良好的冷卻作用。

3.售后服務

功率電子裝置在損壞時只能整體更換。在功率電子裝置的測量數值中，可以讀出車橋的所有測量值，比如溫度、功率、扭矩等。

五、驅動電機相關傳感器

1.電機溫度傳感器

如圖17所示，每個電機上有兩個不同的溫度傳感器。在前橋電機上是前部交流驅動裝置冷卻液溫度傳感器G1110和前部驅動電機溫度傳感器G1093。

圖17 電機溫度傳感器的安裝位置

前部交流驅動裝置冷卻液溫度傳感器G1110用于監控流入的冷卻液的溫度。前部驅動電機溫度傳感器G1093用于測量定子溫度，為了測量精確，G1093是集成在定子繞組上的且采用冗余設計。就是說，盡管只需要1個傳感器，但是在定子繞組上集成了2個傳感器。一旦第一個定子溫度傳感器損壞了，那么另一個傳感器仍可執行溫度監控功能。只有當2個傳感器都失效時，才應該更換電機。如果這2個傳感器之一損壞了，不會有故障記錄。只有前部驅動電機溫度傳感器G1093會顯示在測量值中。

后橋上的結構與此相同。定子內有后部驅動電機溫度傳感器G1096，冷卻液溫度由后部交流驅動裝置冷卻液溫度傳感器G1111來測量。

2.電機轉子位置傳感器G159

電機轉子位置傳感器G159(圖18)是根據坐標轉換原理來工作的，可以偵測到轉子軸最小的位置變化。該傳感器由兩部分構成：坐標轉換器蓋上的不動的傳感器和安裝在轉子軸上的靶輪。功率電子裝置根據轉子位置信號，計算出控制異步電機所需的轉速信號，異步電機上不需要監控轉子位置。轉子每轉的傳感器信號有4個脈沖，可對電機的工作進行精確操控。轉子位置傳感器可更換。

圖18 電機轉子位置傳感器安裝位置

六、檢查與維護

1.端面密封檢查

更換總成時要小心(總成在交貨時是干態的)，如果在到達30 000km這個保養周期前，泄漏儲液罐滿了或者溢出了，那會對電機內部造成損壞(與絕緣檢測器或者紅色的冷卻系統警告燈一起)。對于冷卻系統，務必注意排氣步驟。

2.牽引車輛注意

如果紅色的冷卻系統警報燈沒亮起，可以不超過50km/h的車速來牽引車輛，最大牽引距離不超過50km；在未加注冷卻液的情況下，只允許以不超過7km/h的車速來移動車輛，最大引動距離不得超過700m。

3.電機搭鐵環的檢查

如圖19所示，電機搭鐵環是轉子軸和殼體之間的接觸件，搭鐵環的電阻比軸承電阻小，轉子軸上產生的電壓由流經搭鐵環的電流來消除，如果沒有搭鐵環，這個電流就會流經軸承，長久這樣會損壞軸承。搭鐵環是壓入到電機殼體內的，薄片可自動進行調整，以便補償磨損。搭鐵環的左、右側都有織物片，用于防止臟污進入或碎屑排出。

圖19 電機搭鐵環的結構和位置

(全文完)