F18 PHEV中的電動(dòng)機(jī)是一臺(tái)永久勵(lì)磁的同步電動(dòng)機(jī)。它能將高壓蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，由此驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。車(chē)輛既能在電動(dòng)模式中以不超過(guò)120km 的時(shí)速行駛，也能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)提供支持，例如，在超車(chē)過(guò)程中（加速功能），或者在換擋時(shí)主動(dòng)支持發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩。

相反的，在制動(dòng)時(shí)和滑行模式中電動(dòng)機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能并提供給高壓蓄電池（能量回收）。

如下圖所示，混合動(dòng)力組件作為單獨(dú)的組件集成在變速箱鐘形罩中，占據(jù)了液壓變矩器在變速箱殼體中的安裝空間。電動(dòng)機(jī)主要組件有轉(zhuǎn)子和定子、接口、轉(zhuǎn)子位置傳感器、冷卻裝置。

寶馬 F18 PHEV 電動(dòng)機(jī)的安裝位置和輔助組件

1—高壓蓄電池單元；2—電動(dòng)機(jī)- 電子伺控系統(tǒng)；3—防松環(huán)；4—電動(dòng)機(jī)蓋板；5—輔助扭轉(zhuǎn)減震器；6—分離離合器；7—電動(dòng)機(jī)；8—空心軸

F18 PHEV 中的混合動(dòng)力系統(tǒng)是所謂的“并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)”。發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)均與驅(qū)動(dòng)輪機(jī)械連接。車(chē)輛驅(qū)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)既能單獨(dú)使用也能同時(shí)使用。電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。

寶馬 F18 PHEV 電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1—定子；2—永久磁鐵；3—轉(zhuǎn)子；4—帶分離離合器外殼的空心軸

F18 PHEV 中的電動(dòng)機(jī)（牽引電動(dòng)機(jī)）結(jié)構(gòu)采用內(nèi)部轉(zhuǎn)子的形式?！皟?nèi)部轉(zhuǎn)子”表示帶永久磁鐵的轉(zhuǎn)子呈環(huán)形排布在內(nèi)部。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的繞組位于外部并構(gòu)成定子。F18 PHEV 的電動(dòng)機(jī)有8 對(duì)極偶。定子固定在轉(zhuǎn)子空心軸上的一個(gè)法蘭上方，空心軸與變速箱輸入軸相嵌連接（下圖）。

寶馬 F18 PHEV 電動(dòng)機(jī)接口

1—變速箱鐘形罩；2—溫度傳感器；3—冷卻液通道；4—冷卻液接口；5—轉(zhuǎn)子位置傳感器電氣接口；6—高壓接口

自動(dòng)變速箱殼體上有四個(gè)電動(dòng)機(jī)接口，分別用于溫度傳感器、兩根冷卻液管、轉(zhuǎn)子位置傳感器、高壓導(dǎo)線。傳感器安裝位置如下圖所示。

寶馬 F18 PHEV 電動(dòng)機(jī)傳感器安裝位置

1—溫度傳感器；2—轉(zhuǎn)子位置傳感器轉(zhuǎn)子；3—轉(zhuǎn)子位置傳感器定子

為了電動(dòng)機(jī)- 電子伺控系統(tǒng)能正確計(jì)算定子繞組電壓的振幅和相位并正確生成電壓，必須知道轉(zhuǎn)子的確切位置。轉(zhuǎn)子位置傳感器承擔(dān)這個(gè)任務(wù)。它的結(jié)構(gòu)與同步電動(dòng)機(jī)類似，并且?guī)в幸粋€(gè)特殊外形的轉(zhuǎn)子以及一個(gè)定子，轉(zhuǎn)子連接電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子連接電動(dòng)機(jī)的定子。電動(dòng)機(jī)- 電子伺控系統(tǒng)評(píng)估通過(guò)轉(zhuǎn)子旋入定子繞組而生成的相電壓并計(jì)算出轉(zhuǎn)子位置角度。

電動(dòng)機(jī)的組件在工作時(shí)不允許超過(guò)特定溫度。用一個(gè)溫度模型和一個(gè)溫度傳感器監(jiān)控電動(dòng)機(jī)溫度。該傳感器被設(shè)計(jì)為帶負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的可變電阻器，測(cè)量自動(dòng)變速箱殼體上的冷卻液出口溫度。NTC 越高，電阻值就越小。

電動(dòng)機(jī)- 電子伺控系統(tǒng)分析溫度傳感器的信號(hào)，將這些信號(hào)與計(jì)算出的溫度模型進(jìn)行比較，如果電動(dòng)機(jī)溫度接近允許的最高值，就降低電動(dòng)機(jī)功率。不再在一個(gè)定子繞組上安裝單獨(dú)的溫度傳感器。

為了在任何情況下都能確保電動(dòng)機(jī)的溫度可靠性，在F18 PHEV 中使用冷卻液冷卻電動(dòng)機(jī)。為了達(dá)到此目的，電動(dòng)機(jī)連接在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液循環(huán)中（下圖）。

寶馬 F18 PHEV 發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的冷卻液循環(huán)

A—冷卻液- 空氣熱交換器（電動(dòng)機(jī)- 電子伺控系統(tǒng)的冷卻液循環(huán)）；B—電動(dòng)冷卻液泵（電動(dòng)機(jī)- 電子伺控系統(tǒng)的冷卻液循環(huán)，80W）；C—冷卻液熱膨脹平衡罐（電動(dòng)機(jī)- 電子伺控系統(tǒng)的冷卻液循環(huán)）；D—電動(dòng)機(jī)- 電子伺控系統(tǒng)EME ；1—冷卻液- 空氣熱交換器（發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的冷卻液循環(huán)）；2—電動(dòng)風(fēng)扇；3—冷卻液熱膨脹平衡罐（發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的冷卻液循環(huán)）；4—特性曲線節(jié)溫器；5—電動(dòng)冷卻液泵（發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的冷卻液循環(huán)，400W）；6—發(fā)動(dòng)機(jī)油冷卻器；7—廢氣渦輪增壓器；8—發(fā)動(dòng)機(jī)；9—電動(dòng)機(jī)；10—暖風(fēng)熱交換器；11—雙水閥；12—電加熱裝置；13—加熱循環(huán)回路的電動(dòng)冷卻液泵；14—電動(dòng)轉(zhuǎn)換閥；15—電動(dòng)機(jī)節(jié)溫器

為了冷卻定子繞組，在定子支架和自動(dòng)變速箱殼體之間有一個(gè)冷卻通道，冷卻液通過(guò)該通道從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路中流出。冷卻通道分別通過(guò)兩個(gè)密封環(huán)向前和向后密封。變速箱油進(jìn)行轉(zhuǎn)子的冷卻，油霧狀的變速箱油吸收熱量并在變速箱油冷卻器上將熱量排到大氣中（下圖）。

寶馬 F18 PHEV 電動(dòng)機(jī)的冷卻裝置

1—冷卻液- 空氣熱交換器；2—電動(dòng)機(jī)節(jié)溫器；3—電動(dòng)機(jī)；4—自動(dòng)變速箱殼體；5—電動(dòng)機(jī)冷卻液管路；6—定子支架

電動(dòng)機(jī)自帶一個(gè)節(jié)溫器，將冷卻液進(jìn)流溫度調(diào)到約80℃的最佳范圍。由于電動(dòng)機(jī)工作溫度低于發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度，因此這種調(diào)節(jié)是必要的。節(jié)溫器通過(guò)一個(gè)石蠟恒溫元件進(jìn)行調(diào)節(jié)，該石蠟恒溫元件根據(jù)冷卻液溫度膨脹。此時(shí)不存在電動(dòng)控制，節(jié)溫器運(yùn)行狀態(tài)如下圖所示。

寶馬 F18 PHEV 電動(dòng)機(jī)節(jié)溫器運(yùn)行狀態(tài)

A—節(jié)溫器關(guān)閉；B—節(jié)溫器部分打開(kāi)；C—節(jié)溫器打開(kāi)；1—冷卻液從冷卻液- 空氣熱交換器過(guò)來(lái)；2—冷卻液流至電動(dòng)機(jī)；3—冷卻液從發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)來(lái)；4—節(jié)溫器

冷卻液溫度較低時(shí)，節(jié)溫器是關(guān)閉的。例如，在暖機(jī)階段中就是這種情況。此時(shí)，節(jié)溫器堵住冷卻液- 空氣熱交換器的冷卻液，將發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液輸送到電動(dòng)機(jī)。通過(guò)這種方式可迅速達(dá)到最佳工作溫度。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度高，節(jié)溫器因此部分打開(kāi)。這導(dǎo)致來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫冷卻液與來(lái)自冷卻液- 空氣熱交換器的低溫冷卻液相互混合。在連接電動(dòng)機(jī)的冷卻液供給管路中以這種“混合模式”自行調(diào)節(jié)冷卻液溫度，使之保持在約80℃的最佳溫度范圍。

如果冷卻液-空氣熱交換器的冷卻液溫度額外上升，節(jié)溫器就完全打開(kāi)。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器打開(kāi)大冷卻液循環(huán)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。由于額外升溫，節(jié)溫器關(guān)閉來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液管路?，F(xiàn)在，來(lái)自冷卻液-空氣熱交換器的所有冷卻液都流入電動(dòng)機(jī)中。