新能源汽车结构与原理(连载73-88宝马X1电气加热系统)

7.2.2宝马X1电气加热系统

F49 PHEV的热交换器与内燃发动机的冷却液回路集成为一体。 通过内燃发动机

的加热确保热交换器输出充足的热量,从而对乘客舱进行加热。 因为这款汽车的混动

概念,内燃发动机在很多驾驶条件下所产生的热量非常低,并且无法将冷却液回路加

热至必要的温度,所以F49 PHEV配备了电气加热装置。原则上,这种功能与快热式

热水器相似。 通过一个切换阀形成一个独立的回路,该回路在电动冷却液泵中进行循

环,见图7-12.

图7-12 F49 PHEV带加热器回路的完整冷却液回路

A一冷却液/空气热交换器(高压组件的冷却液回路);B-一冷却液膨胀箱(高压组件

的冷却液回路):C一电动冷却液泵(电动机电子装置的额冷却液回路,80W);D

高压启动电动发电机(HV-SGR);E一便捷充电电子装置KLE;F一电动机电子装

置(EME):G-电动机;1一冷却液/空气热交换器;2-电动风扇;3-特性图恒温器

(内燃发动机);4一机械冷却液泵(内燃发动机);5一排气涡轮增压器;6一内燃发动

机B38:7-加热器回路的电动冷却液泵(20W);8-热交换器;9-电气加热装置;

10-电动转换阀(加热器回路);11-冷却液/发动机机油热交换器;12-排气涡轮增

压器的电动冷却液泵;13一冷却液膨胀箱(内燃发动机的冷却液回路)

加热器回路安装位置见图7-13。

如果驾驶员通过IHKA控制单元调整预期温度,IHKA对相关标称温度进行计算,

并与电加热器的实际温度进行对比。 因此,电加热器配备了一个温度传感器 见图

7-14。 IHKA控制单元通过这种配置可以判定内燃发动机产生的热量是否足以对乘客

舱进行加热,或者是否需要打开电加热器。 如果冷却液的温度过低,电加热器可分为

六个阶段进行加热。 电加热器通过这种控制操作实现根据具体条件进行运行。

图7-13 F49PHEV加热器回路安装位置

1一冷却液回路接口;2-电动冷却液泵(20W);3-电动切换阀;

4-热交换器;5一电气加热装置

图7-14 F49 PHEV电加热器接口

1一用于冷却液供给管路的接口;2-一用于冷却液回流管路的接口

;3-电加热器输出口的冷却液温度传感器;4-电位均衡接口;5一信号接头(低压接

头);6-传感器接口;7-一高压接头的接口;8-电气加热装置

冷却液低温条件下(比如,启动时间较短,或纯电动驾驶),通过车身域控制器启

田电动切换阀。 电动切换阀对来自内燃发动机的冷却液回路进行封堵。 此时,冷却液

通过电动冷却液泵输送至电加热器进行加热, 然后根据情况通过双联阀输送至换热器。

低温回路如图7-15所示。

图7-15 F49PHEV冷却液低温条件下的加热器回路

1－电气加热装置;2一双联阀;3-热交换器;4-冷却液回路供给;5-电动冷却液

:6-一电动切换阀;7-冷却液回路输出

发动机冷却液高温时,经过内燃发动机加热的冷却液在电气加热装置不通电的条

性下流经(切换阀打开)电气加热装置及双联阀,最后进入热交换器。 部分热量在流

过拖执器时释放至空气中,最后再次流入内燃发动机的冷却液回路。 电气加热装置关

闭,但是电动冷却液泵被启用。高温回路如图7-16所示。

电动冷却液泵、电动切换阀及双加热阀属于12V组件,通过车身域控制器启用。

电加热器的最大功率为5.5kW(280V和20A)。通过三个加热器线圈实现电气

加热,三个线圈的功率约为0.75kW、1.5kW和2.25kW。加热器线圈(单个或多个)

的开关通过电子开关(Power MOSFET)在电加热器内进行开关操作。电加热器功

能电路如图7-17所示。

图7-16 F49 PHEV冷却液高温条件下的加热器回路

1- 电气加热装置;2-双联阀;3-热交换器;4-冷却液回路供给；

5-电动冷却液泵;6-电动切换阀;7-冷却液回路输出

图7-17 F49 PHEV电加热器功能电路

1-低压接头;2-电气加热控制单元打印电路板的温度传感器;3-回流冷却液的温

度传感器;4-电气加热装置(控制单元);5-高压接头内的电桥;6-便捷充电电子

装置KLE;7-电动机电子装置(EME);8-蓄电池管理电子装置(SME);9-高压

蓄电池单元;10-电气加热装置内的高压接头;11-开关(如果加热器线圈3出现过

流,则断开硬件);12-开关(如果加热器线圈2出现过流,则断开硬件);13-开关

(如果加热器线圈1出现过流,则断开硬件);14-加热器线圈1的电子开关(Power

MOSFET);15-加热器线圈2的电子开关(Power MOSFET);16-加热器线圈3的电

子开关(Power MOSFET);17-一加热器线圈1;18-加热器线圈2;19-加热器线圈3

穿过独立线束的电流通过电气加热控制单元进行测量和控制.最大电流为20A,

电压范围为250~400V.功率在该电压范围内上下浮动。如果耗电量增加,则通过

硬件开关切断能量供绐。这种开关配置的设计确保即便在控制单元出现故障时仍然可以进行安全断电。

电气加热装置内,高压电路和低压电路相互独立。

与局域互联网总线及电源(终端30B)相连的接口位于低压接头上。

电气加热圆接头的高压接点做了防接触保护。 电气加热装置的高压接头不是高压联锁回路电路的组成部分。

高压接点旁边的高压接头内集成配置桥接器。高压接头内的桥接器为主要接点。这就意味着当拔出高压接头时,高压桥接器的接点首先被断开,高压接头被完全拔出前,EH控制单元的电源就已经被切断,从而高压侧的电力需求降为零。因此,高压

接点不会出现电弧。

通过单独或联合启用独立的加热器线圈可以实现6个加热等级。 IHKA控制单元通过局域互联网总线输出加热开关指令。

达到最高温度或超出许可电流等级时,电加热器自动限制加热输出。

当高压蓄电池单元达到特定的充电状态后,电气加热装置的功率同样被降至ECOPRO模式。 如果出现系统故障,则关闭电气加热。 电加热器属于免维护装置。 按50:50配比的水与G48冷却液添加剂的混合物作为该装置的冷却液。

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