剖析宝马X6混合动力新技术.

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1、宝马ActiveHybrid X6作为全混合动力驱动的全能轿跑车结合使用V8汽油发动机和电动驱动装置。宝马 ActiveHybrid技术能够通过纯电动方式、内燃机动力或 结合使用两种驱动方式实现行驶。采用纯电动、无C02排放的驱动方式时，最高车速可达60km/ h。内燃机会根据负荷要求启动并在低于65km/h的滑行阶段自动关闭。宝马ActiveHybrid X6的驱动系统由采用宝马TwinPower涡轮增压技术的300kW/407bhp大功率V8发动机和 67kW/ 91bhp或63kW/86bhp两个电动机组成。最大可用系统功率为357kW/485bhp,最大扭矩可达780Nm。因此，宝马A

2、ctiveHybridX6堪称全世界最高效的混合动 力车辆。其0 100km/h加速时间为5.6s在符合EU5要求的循环工况试验中耗油量 为9.9L。这相当于CO2排放最为231/Km。1. 双模式主动变速器双模式主动变速器结构如图1所示。两个大功率电动机（67 kW/91bhp和63 kW/86 bh p和双模式主动变速器”集成在一个与传统自动变速器大小相仿的壳体 内。通过将两个电动机集成在宝马 ActiveHybrid X6双模式主动变速器内，可实现两 种驱动方式。双模式主动变速器以无级ECVT变速器（电动连续可变变速器为基础该变速器可在两种功率分支式运行状态下工作。顾名思义，双模式主动变

3、速器可以明显改变电动和机械传输功率的比例。根据行驶情况，可通过电动机、内燃机或以 可变比例使用两种驱动装置驱动。(1处于模式1时主要在低速行驶状态下通过使用电动机显著降低耗油量 ，同时 产生附加驱动力。(2处于模式2时则在高速行驶状态下降低电动传输功率，同时提高内燃机效率 (通过负荷点调节和燃油效率。处于这种模式时，两个电动机也以不同方式工作，除提 供电动驱动助力和发电机功能外，还特别负责以最高效率划分挡位。两种电动机运行模式都采用固定传动比。因此实际上有7个挡位可供使用，通过这些挡位可在确保宝马特有动力性能的同时，在车辆整个运行范围内实现完全、高 效的混合动力功能。2. 镍氢蓄电池镍氢蓄电池

4、结构如图2所示。镍氢蓄电池是全混合动力驱动装置最重要的组件 之一，因为它决定了功率和可达里程。由于这种类型的蓄电池存储容量较大且比较 成熟,因此目前所有全混合动力车型均采用这种蓄电池。宝马ActiveHybrid X6采用的288V蓄电池重83kg,容量为2.4kWh。高电压蓄电池通过冷却液散热，必要时还通 过空调系统冷却。因此高电压蓄电池的冷却效率比雷克萨斯RX450h等车辆采用的传统风冷系统高得多。因此，宝马ActiveHybrid X6的蓄电池可以更加高强度地使用 并实现更长久的功率输出，特别是在极端车外温度情况下。3. 行驶情况(1发动机节能启停功能宝马ActiveHybrid X6是

5、第一款配备发动机节能启停功能的自动变速器车辆。 发动机节能启停功能在怠速情况下关闭内燃机，例如遇到红灯或堵车时。这样可以 减少C02排放量并降低耗油量。高电压蓄电池在车辆静止状态下也能为空调和车 辆照明等提供所需能量。如果高电压蓄电池电量不足，就会启动内燃机，从而通过电动机为高电压蓄电池充电并为用电器提供充足的电能。如果车辆驶近交通信号灯,则制动过程中车辆静止前(达到规定速度时会关闭内燃机。(2起步在内燃机达到运行温度且高电压蓄电池电量充足的情况下踩下加速踏板，宝马ActiveH ybrid X6就会以电动方式起步。起步时在低转速范围内使用电动机提供的 较高扭矩。从静止状态起步时仅由电动机驱动

6、车辆，由高电压蓄电池提供所需能量。内燃机仍处于关闭状态(发动机处于运行温度。(3行驶在车速不超过约60 km/h的情况下,宝马ActiveHybrid X6可以通过纯电动方式 行驶最多2.5km。车速更低时可以行驶更远。这样行驶不仅不会排放废气，而且几乎没有噪音。只有在仅依靠两个电动机的功率不足以驱动车辆时，才会启动内燃机。在行驶过程中会根据车速和蓄电池充电状态以不同比例驱动内燃机和电动机。 低速至中速行驶时，内燃机不在最佳范围内运行。而电动机在较低转速时便可输出 最大扭矩。高电压蓄电池电量充足时，从高电压蓄电池获取车辆电动驱动所需的电 能。只有高电压蓄电池电量不足时，才会频繁启动内燃机为高电

7、压蓄电池充电。以 恒定高速行驶期间，内燃机以最佳效率运行。在该功率范围内电动机则需要从高电 压蓄电池获取过多的能量。因此通过内燃机提供绝大部分驱动力。高电压蓄电池电 量不足时，内燃机的部分功率还将通过电动机用于蓄电池充电。只有高电压蓄电池 温度高于10C时，才允许以纯电动方式行驶。(4加速电动机的突出优势在于起步时可以提供非常直接而强大的功率输出。在加速和 超车过程中，这种感觉会尤为突出。在交通信号灯处、斜坡上或超车过程中急加速 时，如果高电压蓄电池电量充足便可以额外提供能量并通过电动机作为驱动功率使 用。此功能称为助推功能。通过结合使用内燃机和电动机的功率，可以实现与使用更大功率发动机车辆一

8、样的行驶动力和加速度。在此电动机相当于一种电动涡轮在加速过程中为内燃机提供助力且不会带来额外的燃油消耗。(5制动能量回收利用驾驶员松开加速踏板后，电动机的作用相当于发电机，可以免费产生电流。因此 它就像自行车发电机一样将滑行车辆的动能转化为电能。高电压蓄电池较大的存储 容量有助于充分发挥回收利用潜能。在宝马ActiveHybrid X6和宝马ActiveHybrid 7上，电动机可以回收行驶车辆的 部分动能并将其以电能形式存储在高电压蓄电池内。12下一页混合动力驱动装置的主要优点是可以利用下坡行驶或制动时释放出的动能。多 余动能不再转化为车轮制动器上的热能，而是通过作为发电机工作的电动机转化为

9、 电能并存储在高电压蓄电池内。这些可以之后重复使用的能量不必通过内燃机产 生。稍稍踩下制动踏板时，电动机会产生更多电流，起到发动机制动器的作用。这种 功能被称为能量回收利用或再生制动。只有在需要紧急制动的情况下才必须操作机 械车轮制动器。4. 配置和技术数据(如表1所示宝马ActiveHybrid X6仅为左侧驾驶型车辆。因 此它并非面对全球市场，而是仅限特定市场使用。一些底盘控制系统诸如主动转向 系统、动态驾驶系统、垂直动态控制系统和动态驱动力分配系统并未配备给宝马 ActiveHybri d X6使用。但车辆出色的动力性能仍然保持不变，而且明显高于竞争对 手。(1动力传动系统由于E72采用

10、混合动力驱动装置，其动力传动系统在部分方面与E71存在明显 区别。表2概括了宝马X6 xDrive 50i与ActiveHybrid X6传动系统的主要区别。(2底盘和行驶动态管理系统 E72与E71的行驶动态管理系统存在一些不同之 处。在此简要概况了这些区别，如表3所示。由于可供使用的安装空间较小，因此在E72上无法安装动态驱动力分配系统。 电动机械式助力转向系统（带有电子助力转向功能首次应用于宝马集团的 X系车 型。与液压助力转向系统不同，该系统可以在纯电动行驶期间内燃机静止的情况下 实现转向助力。这也是E72不提供主动转向系统（液压转向系统的原因所在。对于 选装配置动态驾驶系统而言情况相

11、似，这种液压系统也只能在内燃机运转时工作。 因此它并不适用于E72。为了识别出轮胎充气压力降低的情况,美规和欧规E72均 配备主动测量系统轮胎压力监控系统”。根据具体国家规格使用不同无线电频率。上一页口2、改进型N63发动机1.冷却系统E72的N63发动机也采用两个彼此独立的冷却循环回路。其中一个用于发动 机冷却，另一个用于增压空气冷却。车辆还有第三个用于高电压蓄电池的冷却循环 回路,由于它并不属于发动机部分，因此具体介绍参见相关章节（1发动机冷却系统（如图3所示用于发动机冷却的冷却循环回路也为废气涡轮增压器轴承座提供冷却液。功率 20W的电动辅助冷却液泵为机械主冷却泵提供支持并确保在发动机关

12、闭后仍对废 气涡轮增压器进行冷却。相对于人们所熟悉的N63发动机（应用于E71和F01/F02而言，发动机冷却循环 回路的设计有所不同。电动辅助冷却液泵在发动机冷却循环回路中的安装位置确保 在内燃机静止的情况下冷却液可以经过变速器油冷却液热交换器。这样可以确保在 纯电动行驶期间对变速器和两个电动机进行冷却。与使用N63发动机的其他车型一样,该泵在内燃机关闭后仍会继续运行，以便排龇掀 新衷鲅蛊鞯挠暧取8菥咛迩榭 稣庖还炭赡苄枰? 1520min。（2增压空气冷却系统E71的N63发动机首次实现了间接增压空气冷却（如图4所示，即通过一个独立 低温冷却循环回路内的冷却液将增压空气的热量释放到环境中去

13、。该冷却循环回路 在E71上仅负责执行该项任务，而在F01/F02上它还要对发动机控制单元进行冷 却。在E72上，冷却液不对发动机控制单元进行冷却，而是对两个附加控制单元、供 电电控箱（PEB和辅助电源模块（APM进行冷却。因此对低温冷却循环回路进行了 相应改进。（3电动冷却液泵由于必须对额外组件进行冷却且因此会造成压力损失，安装了第二个50W的电动冷却液泵。仅靠一个50W泵是无法保持所需体积流量的。第二个泵与第一个泵 串联连接。附加20W冷却液泵:另一个功率20W的电动冷却液泵用于补偿 APM与PEB间的压力损失。冷却 液平行经过APM和PEB。PEB控制的电功率远远高于 APM。因此PEB

14、的冷却需 求也明显较高。因此PEB内必须拥有更多冷却面积，而这样又会导致流动阻力和压 力损失较高。如果不采取特殊措施，冷却液将主要经过流动阻力较低的 APM。APM 内的一个节流阀起到部分但不是完全的补偿作用。其余部分由附加 20W冷却液泵负责。短路回路：20W冷却液泵的另一项任务是形成一个较小的 短路回路”车外温度较低时 可关闭两个50W泵，因为不需要冷却功率。PEB后有一个温度传感器，用于进行这 项调节。当然也会读取PEB内温度传感器的数据。电器连接：两个50W电动冷却液泵通过LIN总线连接在数字式发动机电子系统上，而车内 所有的20W泵则通过一个脉冲宽度调制信号控制。继续运行：为了在关闭

15、发动机后仍能够排放出 PEB和APM的热量，现在针对低温冷却循 环回路也提供继续运行功能。为此所有三个冷却液泵都继续运行。温度情况：PEB后温度传感器上的低温冷却循环回路调节温度为65C。自70C起开始降低PEB内和APM上的控制功率，从而减少发热量。12下一页2.皮带传动机构E72最突出的特点之一是纯电动行驶方式。此时也应该提供助力转向和空调等 功能。由于在此运行模式下内燃机处于静止状态 ，无法驱动转向助力泵和空调压缩机。因此这两个系统以电动方式驱动并脱离于皮带传动机构。由于E72发动机上没有传统的发电机，因此皮带传动机构（如图5所示也取消了这一部件。由此可见,皮带传动机构设计非常简单。仅驱

16、动发动机所需的冷却液泵。由于使用的是弹性皮带并用N63所用的 滚筒式张紧系统”安装，因此不需要张紧轮。弹 性皮带依旧使用4肋多楔带。二、主动变速器1.概览E72 的主动变速器由 GeneralMotors、Daimler Chrysler 即现在的 Daimler 和 BMW合作研发。与传统自动变速器一样，变速器输入端和变速器输出端之间传动比 不同。从驾驶员的角度来说共有7个前进挡位。在变速器内部，这7个前进挡位通过4 个固定的基本挡位和具有可变传动比的两个模式实现。在4个固定的基本挡位中，内燃机和变速器输出轴的转速比固定不变。而具有可变传动比的模式则不同：内燃机与变速器输出轴的转速比能够进行连续可变调节，因此这种模式称为CVT(co nti no usly vari able tran smissi on。由于E72主动变速器具有两个CVT模式，因此资料中通常也称其为双模式主 动变速器”通过集成在主动变速器内的两个电动机对传动比进行电动调节。因此 这两种模式也称为“ECVT其中“E代表电动”电动机作为混合动力驱动装置的 主要组成部分还用于为内燃机提供支持(助力以及回收利用制动能量。4个固定的 基本挡位和两个ECVT模式通过3个行星齿轮箱和4个片式离合器实现或连接。因此从狭义角度来说，主动变速器包括以下部件：2个电动机3个行星齿轮组4个片式离合器上一页口2