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奥迪e-tron纯电动汽车的动力总成(下)

2021-10-13 22:18:40·  来源：EDC电驱未来  
　
接上文：《奥迪e-tron纯电动汽车的动力总成解析(上)》2.电机的端面密封由于对转子轴内性能要求的原因，电机是通过转子内部冷却系统用冷却液来冷却的。要想不让电
2.电机的端面密封
 
由于对转子轴内性能要求的原因，电机是通过转子内部冷却系统用冷却液来冷却的。要想不让电机内冷却液去往定子，就采用端面密封来让旋转着的转子轴与不动的壳体实现密封。这种端面密封属于轴向密封，与径向轴密封圈相比，能承受更高的转速。受结构所限，前部电机采用一个端面密封，后部电机采用两个端面密封。
要想实现端面密封的功能，转动环之间的密封间隙必须要冷却和润滑。为了能在所有工作条件下都保证这个状态，密封转动环在制造时采用了激光结构。这种激光结构还能把冷却液压回入转子轴，但是无法阻止非常小的泄漏。漏出的冷却液被收集到一个储液罐内，储液罐是用螺栓拧在电机内的。在前桥上，坐标转换器盖有个隆起，冷却液被收集到这个隆起内，此处还有一个排放螺塞。
电机的端面密封用于实现旋转的转子轴与不动的壳体之间的密封，前部电机采用一个端面密封(图11)，后部电机采用两个端面密封(图12)。端面密封需要有技术性泄漏，相关部位设置有排液螺栓和储液罐(图13)所采用的激光结构会把大量冷却液送回电机，漏出的冷却液被收集到专门的空间内(前桥)或者储液罐内(后桥)，这些冷却液在进行保养周期检查时需要排空，当前的维修手册中没有规定更换这些密封件(图14)。
 
图11 前桥电机的端面密封
 
图12 后桥电机的端面密封
 
图13 排液螺栓和储液罐的安装位置
 
图14 密封件的结构
注意：由于是采用特殊的方法生产的，因此只能是同一面密封的两个件相匹配，互换是不行的。为防止端面密封损坏，只可在制冷剂循环管路内注满冷却液的情况下让车辆移动。端面密封在无冷却液时运行会造成其损坏。
四、电驱动控制单元
 
电驱动控制单元 (功率电子装置) 的作用是为驱动电机提供所需的交流电流。每个电驱动装置上都安装有一个功率电子装置，前桥电驱动控制单元是J1234，后桥电驱动控制单元是J1235。这两个控制单元的诊断地址是0051和00CE。如图15所示，奥迪e-tron电动SUV的电机驱动功率逆变器由上盖、控制电子装置、12V接口、高压直流电接口、通向定子绕组的交流电接口、壳体和密封件组成。奥迪e-tron电动SUV高压功率电子控制器通过密封件和交流接口与驱动电机连接。
 
图15 高压功率电子控制器结构
1.功能
 
如图16所示，电驱动控制单元，也就是功率电子控制器的主要作用是为驱动电机提供所需的交流电。每个电驱动桥都安装有一个功率电子控制器。它将来自高压蓄电池的直流电在功率电子控制器内部利用6个IGBT半导体开关模块组成三相开关电路转化为交流电。这个转换是通过脉冲宽度调制来进行的。驱动电机的扭矩和转速建立分别通过改变脉冲宽度和频率来进行调节。PWM信号的脉冲宽度导通时间越长则扭矩越大，频率越高则转速越高。高压功率电子控制器冷却通过低温冷却管路来进行。
 
图16 功率电子控制器的DC-AC转换
2.冷却
 
功率电子装置连接在前桥和后桥上低温冷却循环管路上。这样能对功率电子装置内部的各部件起到良好的冷却作用。
3.售后服务
 
功率电子装置在损坏时只能整体更换。在功率电子装置的测量数值中，可以读出车桥的所有测量值，比如温度、功率、扭矩等。
五、驱动电机相关传感器
1.电机温度传感器
 
如图17所示，每个电机上有两个不同的温度传感器。在前桥电机上是前部交流驱动装置冷却液温度传感器G1110和前部驱动电机温度传感器G1093。
 
图17 电机温度传感器的安装位置
前部交流驱动装置冷却液温度传感器G1110用于监控流入的冷却液的温度。前部驱动电机温度传感器G1093用于测量定子温度，为了测量精确，G1093是集成在定子绕组上的且采用冗余设计。就是说，尽管只需要1个传感器，但是在定子绕组上集成了2个传感器。一旦第一个定子温度传感器损坏了，那么另一个传感器仍可执行温度监控功能。只有当2个传感器都失效时，才应该更换电机。如果这2个传感器之一损坏了，不会有故障记录。只有前部驱动电机温度传感器G1093会显示在测量值中。
后桥上的结构与此相同。定子内有后部驱动电机温度传感器G1096，冷却液温度由后部交流驱动装置冷却液温度传感器G1111来测量。
2.电机转子位置传感器G159
 
电机转子位置传感器G159(图18)是根据坐标转换原理来工作的，可以侦测到转子轴最小的位置变化。该传感器由两部分构成：坐标转换器盖上的不动的传感器和安装在转子轴上的靶轮。功率电子装置根据转子位置信号，计算出控制异步电机所需的转速信号，异步电机上不需要监控转子位置。转子每转的传感器信号有4个脉冲，可对电机的工作进行精确操控。转子位置传感器可更换。
 
图18 电机转子位置传感器安装位置
六、检查与维护
1.端面密封检查
 
更换总成时要小心(总成在交货时是干态的)，如果在到达30 000km这个保养周期前，泄漏储液罐满了或者溢出了，那会对电机内部造成损坏(与绝缘检测器或者红色的冷却系统警告灯一起)。对于冷却系统，务必注意排气步骤。
2.牵引车辆注意
 
如果红色的冷却系统警报灯没亮起，可以不超过50km/h的车速来牵引车辆，最大牵引距离不超过50km；在未加注冷却液的情况下，只允许以不超过7km/h的车速来移动车辆，最大引动距离不得超过700m。
3.电机搭铁环的检查
 
如图19所示，电机搭铁环是转子轴和壳体之间的接触件，搭铁环的电阻比轴承电阻小，转子轴上产生的电压由流经搭铁环的电流来消除，如果没有搭铁环，这个电流就会流经轴承，长久这样会损坏轴承。搭铁环是压入到电机壳体内的，薄片可自动进行调整，以便补偿磨损。搭铁环的左、右侧都有织物片，用于防止脏污进入或碎屑排出。
 
图19 电机搭铁环的结构和位置
(全文完)
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