奔馳48V車載電氣系統剖析（三）

阿 偉

四、48V車載電氣系統能量維持再充電功能

1.配置256發動機，車型222的車載電氣系統框圖，如圖16所示。

2.配置264發動機，車型238的車載電氣系統框圖，如圖17所示。

3.減少用電設備

如果集成式啟動機發電機（ISA）或皮帶驅動啟動機發電機（BSA）不再能提供所需電量輸出， 則通過減少用電設備來降低48V車載電氣系統中的車載電氣系統載荷。這可防止48V車載電網蓄電池的負電荷平衡過大或48V車載電網蓄電池過載。繼而可以保持發動機的啟動性能。當能夠再次提供穩定車載電氣系統電壓所需的電量輸出時，用電設備重新啟用。

4.給車載電網蓄電池（12V）再充電

駕駛時必須保持48V車載電網蓄電池有足夠的電量以在怠速時給車載電網蓄電池（12V）再充電，從而減小了車載電網蓄電池（12V）的尺寸并減輕重量。如果兩個車載電網蓄電池都已充滿電， 則兩個車載電網蓄電池之間不會起任何反應，如圖18所示。

如果12V車載電氣管理系統檢測到車載電網蓄電池（12V）充電量低，隨之會將再充電的請求發送至48V車載電氣管理系統。然后， 48V車載電氣管理系統檢查并確認48V車載電網蓄電池中的電量是否足夠對車載電網蓄電池（12V）進行再充電。在這種情況下， 直流/直流轉換器開啟并對車載電網蓄電池（12V）進行充電。為此， 直流/直流轉換器和48V車載電網蓄電池無須啟用48V車載電氣系統。通過直流通路在48V車載電網蓄電池和直流/直流轉換器之間進行能量交換。車輛未行駛時供電， 給12V車載電網蓄電池再充電，如圖19所示。

車載電網蓄電池（12V）再次充滿電后， 會停止充電。如果48V車載電網蓄電池電量不足， 無法再給車載電網蓄電池(12V)再充電， 則會停止充電。在這種情況下， 12V車載電氣系統的安全預防措施生效，例如會進行深度放電保護。通常情況下， 在閑置一個月時需要進行此操作；目前對駕駛員沒有明顯的限制。斷開車載電網蓄電池（12V）接地線10s后，12V再充電功能停止。如果隨后未連接外部電源（如充電器），則12V車載電氣系統關閉。

圖16 配置256發動機的車型222電氣系統框圖

圖17 配置264發動機的車型238電氣系統框圖

圖18 車載電網蓄電池滿電

圖19 車載電網蓄電池再充電

5.外部充電

如果48V車載電網蓄電池未能提供啟動發動機所需的足夠電量， 則必須對48V車載電網蓄電池充電。顯示消息如圖20所示。

圖20 顯示消息（無法啟動發動機）

與傳統車輛一樣， 必須連接一個強電流1 2 V 充電器（充電電流＞10A） 或將一輛發動機運轉的車輛連接到12V跨接啟動連接點上。12V車載電氣管理系統識別外部充電并告知48V車載電氣管理系統啟用48V/12V直流/直流轉換器并通過來自 12V車載電氣系統的能量給48V車載電網蓄電池充電。外部充電的必要條件，如圖21所示。

圖21 外部充電

幾分鐘后， 48V車載電網蓄電池電量足夠并可再次啟動發動機。為了加快充電過程， 不要打開任何用電設備， 例如主機。顯示消息，如圖22所示。

圖22 顯示信息（可啟動發動機）

不可使用48V充電器對48V車載電網蓄電池進行直接充電， 否則可能損壞48V車載電網蓄電池。

6.48V車載電氣系統故障診斷

此外， 48V車載電氣系統故障診斷從最近的100個駕駛和發動機關閉周期中將與車載電氣系統相關的數據保存到控制單元的故障碼存儲器中， 以輔助48V車載電氣系統。從而可在出現故障時進行相應的故障分析。12V車載電氣系統故障診斷可以用相同的方法讀取數據。

五、集成式啟動機發電機，簡述及部件布置

1.設計和部件

48V車載電氣系統由各種不同的48V部件和48V線路構成。48V車載電氣系統最重要的部件是集成式啟動機發電機和48V車載電網蓄電池。48V車載電氣系統在駕駛時或必要時，在發動機停機的情況下通過直流/直流轉換器向12V車載電氣系統供電，如圖23所示。

圖23 部件位置

2.48V車載電氣系統的布局

電源裝置和12V蓄電池位于后端。集成式啟動機發電機和48V用電設備——電動制冷劑壓縮機、電動輔助壓縮機、電動冷卻液泵和風擋玻璃加熱器均位于前部 (沿行駛方向)。用電設備和ISA的線路通過預熔保險絲盒組合在一起， 然后通過車輛駕駛員側的一條線路連接至48V電源裝置。

3.集成式啟動機發電機（ISA）

在P1布局中， 集成式啟動機發電機通過螺栓剛性連接至曲軸， 并安裝在發動機和9速自動變速器（9GTRONIC）之間。電力電子裝置位于錐形齒輪啟動機（不再安裝使用）的安裝位置。集成式啟動機發動機與車載電氣系統的48V零件相結合， 產生最大16kW的輸出功率，220N·m的扭矩。產生的能量供至單獨的48V車載電網蓄電池。

4.ISA說明

集成式啟動機發電機剛性連接至發動機的曲軸。如果發動機的參數發生變化， ISA 可將扭矩傳遞至曲軸或吸收來自曲軸的扭矩， 從而使曲軸扭矩輸出的變化率仍然保持在規定限值范圍內。ISA 還可進一步對曲軸進行扭矩干預， 例如， 沒有ISA而通過改變點火角進行的所有扭矩干預。此外， 不僅可以進行負扭矩干預，在設置點火角的情況下還可進行正扭矩干預。這明顯增加了執行轉換策略的可能性。特別是， 可以基于中間扭矩在發動機的不同操作模式之間切換。切換時不會產生扭矩抖動 (因發動機內的扭矩突變導致)。 因不平衡和曲軸上的剪切力而產生的扭矩明顯減小。由于負載， 操作點和轉速變化而導致的發動機震動也會減小或避免。從而明顯改善駕駛舒適性。其他優點是， 無須延遲發動機的點火角，發動機可以始終在最佳燃油經濟水平條件下運轉。這可改善燃油消耗量。由于其作為電機的特性， 集成式啟動機發電機特別適合傳遞和吸收扭矩， 因為該類型電機可利用非常簡單的促動流程快速而精確地產生和吸收扭矩。此外， 在快速連續過程中產生的扭矩突變可以平衡掉或至少可以減小。