e-up车型是大众推出的第一款纯电动汽车,它是在大众微型车向上。除了动力系统完全不同之外,e-up车型在车身结构、空调系统、制动和转向系统等方面都或多或少与普通up车型有所不同。

一、高压系统

e-up车型的高压系统包括三相交流驱动电机VX54、1齿轮变速器OCZ、电源控制装置JX1、高压蓄电池AX2和充电插座等。这些组件的安装位置如图1所示。

图1高压系统的组成

1.三相驱动电机组件VX54

驱动马达组件包括牵引马达V141、马达温度传感器G712、马达转子位置传感器G713。铝合金外壳配有冷却液接口和三相电源接口(图2)。牵引电机V141最大功率60kW,最大扭矩210nm,最大转速1.2104r/min(图3)。电机每相由五个线圈组成,转子由五个磁极对组成,因此具有出色的响应特性和高效率。当电动机不提供牵引力时,它还具有发电机的功能。

图2电机结构

图3电机输出功率和扭矩

电机温度传感器G712是负温度系数传感器,用于监测定子中的线圈温度,与功率控制装置JX1直接相连。当核心温度超过150时,系统将限制功率输出,直到牵引电机V141完全关闭。电机位置传感器G713位于三相驱动电机组件VX54的右上方,也直接与电源控制装置JX1相连。如果这两个传感器失效,车辆将无法行驶。

2.高压电池AX2

高压电池为车辆行驶提供电能。由204个锂离子电池组组成,额定电压374V,容量50A h,标称能量18.7kW/h,总质量230kg。高压电池安装在车辆地板上(图4),可以获得较低的重心和出色的重量分布。它的工作温度是-30 ~ 50,超过这个温度范围,功率就会下降,甚至完全断电。高压蓄电池防水,外部采用密封结构。只有打开维护盖才能接触到电池电源管理控制单元J840。高压电池的外壳分为上下两部分。上壳为塑料材质,外覆一层铝以保证电磁兼容性,其中还包含稳压元件。下壳体由金属制成,包括电池组固定导轨和碰撞梁。两个外壳用螺栓连接在一起,并检查其密封性,以确保不会漏水或漏气。通过与车辆连接的两个接地连接,实现外壳与车辆之间的电位平衡。

图4高压牲畜电池及其安装位置

电池监测控制单元J497负责监测每个电池组的电压、温度和充电状态,并将所有信息发送给电池电源管理控制单元J840,这对于充电状态的控制尤为重要。当所有电池组具有相同的充电状态时,高压电池可以达到其最大容量。J497会将充满电的电池组释放到内阻,这样所有电池组都有相同的电压电平。

3.电源控制装置JX1

功率控制装置用于控制高压电池AX2和三相驱动电机总成VX54之间的能量流动,还可以向12V车载电网电池供电。该装置安装在发动机室的右前部。

二、变速器

e-up车型配有一档变速器0CZ,如图5所示。传动比分别为1.577(主动齿轮26齿,从动齿轮41齿)和5.176(主动齿轮17齿,从动齿轮88齿)。该变速器最大输入扭矩为210nm,最大输入转速为1.2104r/min,可在整个转速范围内保持低噪音。变速器的润滑油容量为0.7L,变速器包括油的总重量约为16.3kg。变速器和三相驱动电机VX54形成一个整体,它们的总质量约为76kg。

图5二档变速器

1.传动机关

如图6所示,驱动轴通过花键与三相电流驱动装置的转子轴VX54连接,驱动轴由旋转的转子轴驱动。动力通过齿轮Z1和Z2传递到传动轴。通过齿轮Z3和Z4,动力从传动轴传递到终传动,再从终传动传递到车轮。

图6传动机构

2.驻车锁

如图7所示,驻车锁与驱动轴固定连接。驻车锁止机构固定在变速器壳体中。高速行驶时,棘爪可以避免卡死。当车速低于5km/h时,棘爪会持续卡在驻车锁止档位。发动机壳体中的止动缓冲块起到止动器和消音器的作用。

图7驻车锁与驱动轴固定连接。

3.变速器和发动机壳体中的润滑油循环回路通过专用油底壳润滑驱动轴、传动轴和主减速器的三个轴承,油底壳在变速器和发动机壳体侧面有三个孔,在壳体中有两个通道,如图8所示。

图8变速器润滑油回路

旋转的主减速器就像水磨叶轮,把润滑油输送到油底壳。从那里,润滑油通过一个孔滴到驱动轴和传动轴的两个轴承上。润滑油通过铸造通道直接润滑变速器盖中的主减速器轴承。

4.选档杆e 3131-变速器0CZ和选档杆E313(图9)通过一根电缆相互连接。该机械连接仅用于驻车锁控制装置,可以照常调节。对于配有左右方向盘的车辆,提供了两种不同长度的选档杆拉线。

图9选档杆E313

注意:D1、D2和D3表示滑行状态下能量回收档位挂档后制动力矩可以增加。b代表制动能量回收,这是能量回收的最高档,也叫刹车。左右轻敲(D1、D2、D3或后B)切换到各个能量回收档位。如果在任何能量回收档位将选档杆E313向右转动并保持1秒钟以上,它将再次切换到驱动D档。

(1)结构:选档杆E313的机械和电子部件安装在选档杆E313的壳体中。如图10所示,选档杆锁的磁体N110可以将选档杆e313锁定在锁销槽p/n中。如果选档杆E313位于位置P,则磁体锁定选档杆并且不通电。如果在N档,磁铁会将选档杆锁定在通电状态。

图10换档杆的结构

(2)功能:如果选档杆向前、向后或向右或向左移动,永磁体会经过霍尔传感器,霍尔传感器会记录选档杆的位置,并将该信息传输至发动机控制单元J623。黄色区域的霍尔传感器记录选档杆E313的纵向移动。红色区域的霍尔传感器记录选档杆E313的横向移动。如图11所示,选档杆E313的横向移动通过转向机构和选档杆电子装置的永磁体的前后移动来实现。

图11选档杆的内部结构

(3)从位置P紧急解锁:如果选档杆锁N110的磁铁失效,则不能从位置P释放。为了在这种情况下释放驻车锁,需要以下操作。拆下部分选档杆罩后,可以看到紧急解锁的机械装置,如图12所示。使用通用螺丝刀操作紧急解锁机构。沿驾驶方向向后转动螺丝刀,同时必须按下选档杆上的按钮,将选档杆E313挂入档位n。

图12紧急解锁的机械装置

(4)准备行驶:为了将选档杆从位置P移开,必须满足以下条件,如图13、和图14所示。

图13移出位置P (1)的条件

图14移出位置P (2)的条件

三、冷却系统

如图15所示,冷却系统由发动机控制单元J623监控和调节,用于冷却三相驱动电机总成VX54、高压电池充电器AX4和电源控制装置JX1,以防止敏感部件因温度过高而损坏。冷却液的最高温度为65。

图15冷却系统

010-310

E-up车辆网络拓扑图如图16所示。随着驱动系统控制单元数量的增加,e-up车型除了驱动系统的CAN数据总线之外,还额外采用了混合动力系统的CAN数据总线。而混合动力系统的CAN数据总线并不与网关相连,属于子总线,只用于各种高压部件之间的通信。

图16 e-up车辆网络拓扑图

另外,e-up车型的组合仪表不同于普通up车型,它是通过自己的组合仪表CAN数据总线连接到车载网络的。为了增加e-up车型的防盗功能,所有防盗锁止系统部件都已从第4代升级到第5代。防盗锁止系统控制单元J362集成在组合仪表控制单元J285中,构成主单元,它可以控制防盗锁止系统的子单元。

(未完待续)