2019新款捷豹路虎極光新技術介紹(二)

◆文/北京 王繼東

(接上期)

3.系統禁用因素

有多種禁用因素會阻止自動停止/啟動系統按預期工作：①外部溫度低于-5℃或高于40℃；②發動機或其他車輛系統未達到最佳工作溫度；③駕駛員座椅安全帶未扣好；④發動機艙蓋打開；⑤氣候控制系統的需求需要發動機運轉。例如，處于除霜模式時；⑥12V啟動蓄電池電量過低；⑦自動停止/啟動系統被停用；⑧倒車后，車速尚未超過16km/h；⑨使用換檔撥桿選擇檔位(僅限自動變速器車輛)；⑩需要執行顆粒過濾器再生或再生正在進行中。

除了現有禁用因素之外，還有多種與MHEV系統相關的禁用因素會阻止自動停止/啟動系統按預期工作：①車身動態穩定控制系統(DSC)關閉；②MHEV蓄電池電量過低；③直流-直流轉換器無法支持12V輸出；④SOTM期間制動壓力不足；⑤檢測到BISG傳動帶打滑；⑥在自動全地形反饋適應系統中選擇了沙地/泥濘地面/巖石爬行/涉水模式。

Pathfinder應用程序可用于查看導致任何系統故障的禁用因素。

4.MHEV系統部件組成

MHEV系統部件組成如圖10所示，包括如下部件：

①皮帶驅動一體式啟動機發電機(BISG)；②蓄電池箱和電纜(48V電纜為藍色)；③12V直流-48V直流轉換器(直流-直流)；④帶一體式蓄電池電量控制模塊(BECM)的MHEV蓄電池；⑤48V接線盒。

蓄電池箱部件如圖11所示。MHEV48V電路如圖12所示。蓄電池箱位于左側的車輛地板下方，其中容納了以下部件：①MHEV蓄電池和BECM；②48V接線盒；③直流-直流轉換器；④冷卻風扇。

圖10 MHEV系統部件組成

圖11 蓄電池箱部件

圖12 MHEV48V電路

5.車輛監控控制器(VSC)-動力傳動系統控制模塊(PCM)

車輛監控控制器(VSC)集成在動力傳動系統控制模塊(PCM)中，可稱作MHEV系統的管理器。VSC管理諸如能量再生、換檔干預、MHEV系統初始化、儀表盤(IC)警告、12V支持和電源管理之類的策略。VSC將會指令單個控制模塊(BISG、直流-直流轉換器、BECM)進入正確的工作模式并給出相應的請求(例如，扭矩、電壓、電流、速度)，以提供客戶所需的車輛表現。

6.MHEV蓄電池和蓄電池電量控制模塊(BECM)

MHEV蓄電池和蓄電池電量控制模塊(BECM)如圖13所示，MHEV蓄電池和BECM電路如圖14所示。MHEV蓄電池是一個200W時的鋰離子單元，位于蓄電池箱內，在車輛地板下方。MHEV蓄電池包括14個單獨的單體電池，每個單體電池的電壓均為3.6V，并且無法單獨更換。MHEV蓄電池的預期工作電壓范圍是在36V至52V之間。MHEV蓄電池將會存儲BISG在超速和制動期間生成的電能。

圖13 MHEV蓄電池和蓄電池電量控制模塊(BECM)

MHEV蓄電池的正極端子處帶有內置的接觸器，可以將單體電池與48V電路隔開，接觸器由BECM進行控制。此外，通過一根300A的保險絲防止MHEV蓄電池發生短路。BECM集成在MHEV蓄電池內，接收來自BCM的“點火開關打開”信號和來自RJB中的繼電器的電源。與BECM之間的通信通過電源模式0(PMZ)CAN來實現。該控制模塊也向MHEV蓄電池冷卻風扇提供PWM控制信號。在發動機拖轉啟動期間，MHEV蓄電池接觸器將會關閉。

圖14 MHEV蓄電池和BECM電路

如有必要，MHEV蓄電池會在夜間執行單體電池平衡例行程序，并在夜間學習周期中重新評估其荷電狀態(SoC)準確性。在電源模式0下關閉車輛后，會每隔2～4小時執行一次此操作。如果長時間(大約30天，例如，由于SoC范圍或SoC誤差過大)未成功執行此操作，則會在行駛期間提出主動“TopofChargeReset”(重置電荷上限)的請求。在此情況下，將在使用期間為MHEV蓄電池充滿電，以便它能重新學習準確的最大SoC。

7.MHEV蓄電池維護

在正常操作期間，該蓄電池的電壓將在36～52V之間波動。不得將該電壓用作蓄電池的健康狀態(SoH)或荷電狀態(SoC)的指標。如果蓄電池的SoC出現問題，則系統將會生成一個DTC。BECM將會不斷地向VSC發送MHEV蓄電池的功率限制。如果MHEV蓄電池的容量有限(無法連續10秒支持大約500W的輸出)，則系統將會進入電壓控制模式。如果MHEV蓄電池的SoH低于允許的最低值，則系統將會存儲一個故障代碼。如果MHEV蓄電池的電量耗盡，則無法進行充電，必須進行更換。沒有適用于MHEV蓄電池的任何形式的外接插電式充電方式，也無法使用車間蓄電池支持單元(BSU)對其進行充電。當車輛處于電源模式0(PM0)時，MHEV蓄電池會執行自帶的單體電池平衡例行程序。

8.皮帶驅動一體式啟動機發電機(BISG)

皮帶驅動一體式啟動機發電機(BISG)如圖15所示，它取代了傳統的發電機，它由來自曲軸皮帶輪的輔助皮帶驅動。BISG直接從MHEV接線盒接收48V電源和接地電纜。BISG規格：①145N·m峰值輸出扭矩；②11kW峰值電機功率；③15kW峰值回收功率。

BISG可以增減傳動系統中的扭矩，因此車輛上使用了一個雙向分離張緊器，以便確保在增減扭矩時能夠向傳動帶施加足夠的力。BISG分離張緊器如圖16所示，在更換傳動帶時，需要使用專用工具JLR-303-1669(張緊器鎖定工具)將張緊器固定在釋放位置。

圖15 皮帶驅動一體式啟動機發電機(BISG)

圖16 BISG分離張緊器

BISG電路如圖17所示，BISG能夠識別并記錄故障，然后通過PMZCAN將其發送至PCM。故障將以內部故障、電路故障的形式存儲，并且可以識別皮帶是打滑還是不存在(例如，斷裂)。在這些情況下，PCM將不會激活BISG，自動停止/啟動系統將被暫停。如果BISG正極與負極發生短路，則BISG受到電子限制，并且有能力在這種情況下進行自我保護。它將檢測正極和負極導軌的短接情況，然后將會關閉。由于短路導致過電流，它將報告“NotCapable”(無能力)。斷路監測功能將標記短路，并記錄過電流事件的DTC。MHEV策略將確保車輛保持可行駛狀態，將調用VCM以保持電氣系統運行。短路位置將確定是否可進入VCM。

圖17 BISG電路圖

注意：傳統的啟動機電機用于發動機初始啟動，BISG用于發生自動停止后重新啟動發動機。如果發生12V系統故障，發動機將無法啟動。在這種情況，BISG不能用于啟動發動機。當BISG、BISG傳動帶或直流-直流轉換器發生故障時，12V系統將不會充電，并最終失效。IC中的紅色蓄電池警告燈將點亮，以向駕駛員發出此情況的警告。

9.直流-直流轉換器

直流-直流轉換器如圖18所示，相關電路如圖19所示。直流-直流轉換器取代了傳統發電機的功能，用于支持12V系統。打開點火開關(電源模式6)時，直流-直流轉換器將會通電，12V或48V電源轉換將不會發生(備用模式)。在啟動(電源模式9)期間，直流-直流轉換器會將來自啟動蓄電池的12V電壓“升壓”為48V，以便閉合MHEV蓄電池中的接觸器(升壓模式)。這是為了平衡接觸器端子之間的電壓，以便其在閉合時不會產生電弧。如果接觸器兩側的電壓均為48V，則它們之間就沒有電位差。在發動機運行(電源模式7)時，直流-直流轉換器將轉換來自BISG和/或MHEV蓄電池的48V電壓(降壓模式)以支持12V系統運行。當12V啟動蓄電池的荷電狀態(SoC)低時，直流-直流轉換器將優先考慮12V充電，而非48V充電。當MHEV蓄電池的荷電狀態(SoC)低時(＜35%)，直流-直流轉換器僅轉換來自BISG的48V電壓(降壓模式)以支持12V系統運行。注意：直流-直流轉換器連接至電源模式0(PMZ)CAN網絡。但是，如果12V蓄電池SoC在車輛點火開關關閉時下降，則48V系統將不會對12V蓄電池進行充電。直流-直流轉換器規格如下:

①12V最大輸出電流為210A；

②3kW12V持續電源；

③35-54V工作范圍(48V系統)；

④7-16V工作范圍(12V系統)。

直流-直流轉換器有三種模式，見表3。有多種情況可能會導致MHEV系統進入稱為電壓控制模式(VCM)的一種狀態。在該模式下，系統會打開MHEV蓄電池接觸器，將MHEV蓄電池從電路中“移除”。在VCM期間，自動停止/啟動系統將被禁用，BISG將會通過直流-直流轉換器支持12V啟動蓄電池。VCM進入條件如下：①當MHEV蓄電池的接觸器未能閉合時；②當溫度過高而會影響蓄電池容量時(10秒大約500W的輸出)；③MHEV蓄電池溫度過低(＜-15oC/5oF)；④MHEV蓄電池溫度過高(＞65oC/149oF)；⑤MHEV蓄電池供電能力較低；⑥12V啟動蓄電池荷電狀態(SoC)較低；⑦發生任何MHEV蓄電池故障。

表3 直流一直流轉換器的三種模式

10.冷卻風扇

圖18 直流-直流轉換器

圖19 直流-直流轉換器電路

蓄電池箱內有兩個冷卻風扇，一個供MHEV蓄電池和BECM使用，另一個供直流-直流轉換器使用。冷卻風扇控制電路如圖20所示，每個冷卻風扇都有單獨的電源、接地和PWM信號。這些風扇均為脈寬調制(PWM)控制，并接收來自其所冷卻的模塊的信號。直流-直流轉換器冷卻風扇接收來自直流-直流轉換器的電源、接地和PWM信號。MHEV蓄電池和BECM冷卻風扇接收來自后接線盒(RJB)的電源，并與直流-直流轉換器共用接地，用于激活風扇的PWM信號由BECM進行發送。這些風扇具有12L/s的風量，通過一個通風口提供冷卻，而該通風口通過一個過濾器從車輛座艙中吸氣。

圖20 冷卻風扇控制電路

VSC通過PMZCAN將所需的風扇轉速傳送至直流-直流轉換器和BECM。然后直流-直流轉換器和BECM使用0～100%PWM信號控制冷卻風扇。風扇轉速將由溫度、車速以及供暖、通風和空調(HVAC)系統速度來確定。當車輛仍然處于電源模式7時，兩個風扇將會以約10%的占空比運行。如果檢測到溫度過高(約90℃)，直流-直流轉換器風扇的占空比將會升高至最大值60%。蓄電池風扇激活轉速將會隨著發動機轉速、HVAC鼓風機風扇轉速和蓄電池溫度的升高而升高。

11.48V接線盒

48V接線盒位于MHEV蓄電池箱內。48V接線盒還包含一個用于直流-直流轉換器的100安可更換保險絲(MV01)。48V接線盒電路如圖21所示，在MHEV電路內的以下部件之間分配電力：MHEV蓄電池、BISG和直流-直流轉換器。

圖21 48V接線盒電路

12.48V系統斷開程序

因為電壓低于60V直流電，所以MHEV48V系統未被歸類為高壓系統。在對48V系統執行任何作業時，請確保遵循了最新的TOPIx車間維修程序。在對48V系統執行作業時，重要的是要確保電纜和導體上不存在任何電壓以免對負極短路。此時，必須關閉車輛點火開關和斷開12V啟動蓄電池。

13.MHEV保養和維護

必須每6年/102 000km更換一次蓄電池箱通風口的泡沫過濾器。通過左前座椅下方可以接近該泡沫過濾器。蓄電池箱蓋由自攻螺釘進行固定。如果要拆下箱蓋，則必須手動擰動螺釘，以免孔的螺紋脫扣。如果螺紋脫扣，則必須進行維修。此時必須鉆孔并加大孔徑，然后使用螺母/螺栓緊固件代替螺釘。更換箱蓋后，必須對蓄電池箱進行泄漏測試。

建議每6年/102 000km更換一次BISG傳動帶。在更換傳動帶時，需要使用專用工具JLR-303-1669(張緊器鎖定工具)。還必須更換冷卻液泵傳動帶，因為需要割斷它才能將其拆下。需要使用JLR-303-1640以安裝冷卻液泵傳動帶(前端附加傳動(FEAD)帶安裝器)。請遵循TOPIx程序更換傳動帶。

對于實施縮短保養間隔的市場，必須每6年/78 000km檢查一次蓄電池箱通風口過濾器。每8年/104 000km更換一次BISG傳動帶。

(未完待續)