车载四驱控制系统：HE变速器装置的应用与解决方案

在HE DBW 4WD驱动机电一体化控制系统的串联式HE变速器装置中（图2.123），ECE/ICE驱动M-E发电机。该M-E发电机使CH-E/E-CH蓄电池充电并分别向机电控制的4个E-M/M-E电动机/发电机供应或吸收电能。

四个IPM E-M/M-E电动机/发电机（称为双级联电机，2×30kW）被自主地用于FWD和RWD【WALTERMANN 1997】。这些电机也要么从一个CH-E/E-CH蓄电池（如NiCd或NiMH），要么通过一个ICE+车载M-E发电机装置（即能源供应单元，ESU）接收其电能。这种HE DBW 4WD驱动使HEV可以全电动驱动行驶，如在市中心。然而，如果需要更多的机械能，或者蓄电池（SB）的荷电状态（SoC）较低，则ICE可以启动，从而通过车载M-E发电机提供额外电能。因此，与AEV不同，这种车的续驶里程就像一辆传统汽车那样只是依靠燃料箱的容量。牵引传动与ESU之间完全的机械解耦，使得ICE可以在其最高能量转换效率下和/或低尾气排放区域内无限期地运行。

图2-123 HE DBW 4WD驱动机电一体化控制系统的串联式HE变速器装置的总布置图【WALTERMANN 1997】

HE DBW 4WD驱动装置预计用于重点类（focus-class，1.0Mg加上CH-E/E-CH蓄电池的质量）汽车上。降低蓄电池的放电，HEV的恒定功率大约为53kW（受限于车载M-E发电机）。当加入M-E发电机和CH-/E-CH蓄电池的功率时，在CH-E/E-CH蓄电池达到其最低荷电状态（SoC）之前可以达到的峰值功率为60kW。这带来了如下的HEV性能：最大车速值160km/h；最大爬坡能力为35%。在E-M模式（驾驶人切换）中，来自蓄电池的功率被限制在30kW，同时最大车速被限制在100km/h。当以50km/h行驶时，可以获得的续驶里程大约为100km。

能量供应单元（ESU）：关于替代串联式HE DBW 4WD驱动装置，有必要了解电能在车上是如何产生的。不同的发动机均可驱动M-E发电机。采用串联式HE DBW 4WD驱动机电一体化控制系统，ECE/ICE的角速度是独立（自主）于车速的。结果，不仅传统的ECE/ICE是适合的，而且基于FTB系统的AGT也是合适的。对于传统的动力系统而言，Fijalkowski发动机和Stirling发动机必不可少。车载M-E发电机是一个无刷式AC-DC宏换向器IPM同步发电机。外转子的结构和发电机与AC-DC宏换向器的水冷却法允许特别高的功率密度。M-E发电机的转子角速度由CAN总线接口控制。对于一种紧凑型结构，M-E发电机的转子直接安装在ICE曲轴上。因此，没有任何转矩可能被传递至发动机支架上。支架可以被设计得更软些，以预防发动机振动。(www.xing528.com)

级联（Tandem）E-M电动机：随后要解释的部分是级联E-M电动机，这种电动机由两个安装在一个法兰并绝对自主地驱动后轮或前轮的分离的无刷式DC-AC宏换向器IPM电磁激励同步电动机组成。与车载M-E发电机相似，它也是一个外转子结构。级联E-M电动机可以有2×27kW恒功率输出和2×30kW峰值功率输出（三角形连接的）。电机及其ASIM AC-DC/DC-AC宏换向器可以是水冷却的。级联E-M电动机转矩控制也通过CAN总线接口影响。图2-124所示为级联E-M电动机。

图2-124 级联E-M电动机【Fichtel and Sachs】

CH-E/E-CH蓄电池：NiMH蓄电池可以被用作一个电能存储（EES）和ESU与驱动级联E-M电动机之间的减振器。为了从过渡（transi-tional）电路中切断蓄电池，使用了一个安装在开关柜中的主开关。