新型雙電機混合動力系統“e:HEV”技術,拆解目錄如下
概要
混合動力變速器
電機(驅動電機、發電電機)
動力控制單元(PCU)
電池包(IPU)
其他電動相關零部件
新款飛度Hybrid采用的京濱生產的動力控制單元(PCU)直接安裝在混合動力變速器上,所有配線均通過連接器連接,是可輕松分離的結構。
與電機的連接器位于下部,驅動電機連接器和發電電機連接器并排設置。

動力控制單元(上部)(由京濱生產)

動力控制單元(下部)
拆下動力控制單元上側的罩蓋后,出現控制器電路板。1塊電路板集成了電機控制器電路、柵極驅動器電路、升壓控制器電路和電流傳感器電路,將芯片零部件安裝于電路板后,與IGBT結合在一起進行流焊焊接。
電機控制器可控制混合動力系統2個電機的驅動電流,采用了瑞薩生產的CPU。
柵極驅動器是將電機控制器輸出的數字信號轉換為適合控制功率模塊IGBT的信號電平的電路,電路板上共安裝了7組電路,其中6組用于2個電機的三相交流驅動,1組用于升壓控制。
升壓控制器用于將電池電壓(172V)升至570V以驅動電機,并與背面安裝的電抗器和IGBT相連接,以構成升壓電路。
功率模塊方面,采用了新型功率器件RC-IGBT(Reverse Conducting- Insulated Gate Bipolar Transistor)。IGBT和續流二極管集成在1個芯片中以減小尺寸,對于飛度Hybrid搭載的功率模塊,由供應商京濱采購RC-IGBT的裸芯片并安裝在功率模塊上。此外,RC-IGBT由富士電機生產。

動力控制單元上側內部

控制器電路板
由于功率模塊和信號線已焊接至控制器電路板上,無法輕易分離,因此此次未進行拆解,而將控制器電路板、功率模塊和水冷水套作為一個整體拆下。
PCU內的冷卻水管路由集成了鑄鋁外殼和功率模塊的水套構成,從入口進入的冷卻水穿過外殼中央部分的管路后,在裝有雙層O形環的法蘭部分進入鈑金水套并冷卻功率模塊,穿過另一側裝有雙層O形環的法蘭部分并經由外殼從出口排出。
冷凝器沒有直接與冷卻水接觸的部分,但通過冷卻水管路的環繞進行冷卻。
冷凝器模塊集成了平滑冷凝器和過濾冷凝器,是有3個端子的薄膜冷凝器,根據側面的標記,靜電容量為340μF、566μF、0.001μF,耐壓為270V、624V、270V。

冷卻水管路構成

冷凝器和外殼冷卻水管路口

拆下與PCU另一側電機的連接器所在的下側罩蓋后,出現DC-DC轉換器電路和升壓電抗器。在DC-DC轉換器部分,除了安裝瑞薩CPU的電路板外,還裝有變壓器和冷凝器。另外,該部分還有連接172V電池線束的強電(PN)連接器、與母線和12V電池電路相連接的端子等。

動力控制單元下側內部

DC-DC轉換器、升壓電抗器
IPU(Intelligent Power Unit)通常被稱為電池包,集成了鋰離子電池和周圍的強電零部件。由電池模組、具有斷電功能的高壓配電零部件、監視和控制電池電壓和容量的電池ECU、冷卻機構等構成,通過搭載48個新型鋰離子電池電芯,最大輸出功率提高了62%,通過緊湊地配置冷卻機構和ECU,單位重量的輸出密度是傳統型號的2倍多。

IPU(電池包)

IPU內置物
電池由Blue Energy(湯淺和本田共同出資)生產,新型電池電芯(EHW5/EHW5B)較傳統型號縮小了17%,重量減輕了7%,容量為5Ah,電壓為3.6V,最大工作電流為300A。
1個電池模組搭載12個電池電芯,電池之間采用串聯連接。電芯之間留有空氣流通的間隙,從車廂內吸入的冷卻氣流從上到下流經電池模組。IPU搭載4個電池模組,總計48個電芯,組成一個合計電壓為172V的電池包。

電池模組 電池由Blue Energy生產

電池模組的電芯電極連接部分
接線板集成了斷電的接觸器、保險絲和電流傳感器等強電零部件,主接觸器和副接觸器由松下生產。此外,還裝有預充電電阻器和預充電接觸器,以限制接通電源時的浪涌電流。
電池ECU是監視、控制電池各電芯電壓和容量的電池控制器,與PCU一樣,由京濱生產。管理SOC(電池剩余電量)以防止電池劣化,并在超出正常使用范圍時限制混合動力系統的電機輔助量和充電量。此外,根據溫度傳感器的檢測狀態,控制冷卻風扇的運行。

接線板
電池ECU(由京濱生產)

裝IPU的樹脂殼
電池冷卻氣流路徑方面,由車廂內和后排座椅旁的進氣管吸入(圖中?),從IPU上方蓋子處的管道進入(圖中?),經由上方歧管,在電池模組中從上到下流動,以均勻地流經4個電池,并經由電池底部的排氣管,被冷卻風扇吸入,從后保險杠附近排出(圖中?)。

電池冷卻氣流路徑。
用于電動相關部件冷卻的散熱器獨立于發動機的冷卻系統,安裝在車輛左側前方。
PCU冷卻液用于冷卻功率器件和其他強電零部件,發動機冷卻液有時會達到100°C左右,由于溫度過高,因此經常單獨設置散熱器,以將冷卻液溫度降至最高60°C左右。飛度的PCU專用散熱器垂直安裝于主發動機散熱器旁的空間。PCU冷卻液的散熱器由東洋熱交換器(T.RAD)生產。

散熱器的安裝位置

PCU冷卻液的散熱器(由東洋熱交換器生產)
混合動力變速器的ATF機油冷卻器由馬勒生產,安裝目的是為了冷卻變速器內置的驅動電機和發電電機。

混合動力變速器的機油冷卻器
雅閣(2018款)和Insight采用的雙電機混合動力系統(i-MMD)方面,此前一直通過在電機轉子內部旋轉ATF進行冷卻,但此次飛度搭載e:HEV的拆解尚無法確認。通過ATF冷卻器進行冷卻的ATF從各電機的上部滴下,并對線圈端等進行冷卻。
粗長的橙色高壓鋁管線束用于連接車輛后排座椅下方IPU的172V電池和發動機艙的PCU,有電池充放電的大電流通過。
該線束或由住友電工(住友電裝)生產,由于需要減少電磁噪聲,因此鋁管部分較長,并根據車輛形狀進行了成型。

強電線束

強電線束的PCU側連接器

電動壓縮機(由電裝生產)
汽車電動空調的電動壓縮機由電裝生產,連接至接線板。
THE END
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