2018款凱迪拉克XT5輕混動新技術剖析（二）

保定/商愛鵬

當車輛低速或倒車行駛時，顯示車輛周圍環境，提高行車安全。視頻可以記錄在SD卡內，實現行車記錄儀功能（有視頻無聲音）。系統由4個攝像頭、視頻處理模塊、SD卡（槽）、顯示屏等部件組成（如圖20所示）。

┃ 圖20 流媒體后視鏡組成

系統存在一定的盲區。車輛的保養周期如表2所示，以里程數或時間為周期進行保養，以先到者為準。如遇惡劣工況，應縮短保養間隔。

當車輛12V蓄電池專電不足以驅動12V啟動機來啟動發動機時，可通過跨接啟動功能給12V蓄電池充電。通過操作方向盤按鈕可以啟用跨接啟動（如圖21所示）。跨接啟動時可以將高壓電池內的電量經過降壓后傳遞給12V蓄電池。

┃ 圖21 跨接啟動

表2 保養周期

如則要12V蓄電池電壓過低，跨接啟動無法啟用，只能通過給12V蓄電池充電來啟動發動機。驅動皮帶保養更換時，需要通過EN-48932專用工具（如圖22所示）壓縮下部皮帶張緊器，釋放皮帶張緊力。

┃ 圖22 驅動皮帶張緊器壓縮專用工具

空調濾清器位于車內手套箱的后部，R134A制冷劑的容量為0.7kg，制冷劑濾網及干燥劑可單獨更換（如圖23所示）。有以下三種方法可對機油壽命進行復位（如圖24所示）：

┃ 圖23 空調系統保養

┃ 圖24 機油壽命復位

1.使用GDS進行復位。

2.使用方向盤按鈕配合儀表顯示復位。

3.通過連踩3次加速踏板進行復位。

上海通用混合動力在原有發動機的基礎上，增加高壓電池儲能系統，并通過發電機和控制模塊，實現發動機和電力驅動的最佳匹配（如圖25所示）。混合動力的優勢有：

（1）起步或加速通過電力輔助，維持發動機最佳空燃比，不再像傳統發動機那樣通過加濃混合氣的方式來實現。

（2）制動或減速期間再生能量回收，有效利用殘余能量。在傳統汽車上，此部分能量通過熱能散發到了空氣中或通過反拖發動機轉化為發動機的動能。

（3）停車怠速期間自動停機，降低油耗和排放。

上海通用根據電池的容量與電力驅動的占比，將混合動力分為以下幾種類型（如圖26所示）：

◆ 傳統動力

◆ 插電式混合動力

◆ 輕混合動力（Eassist）

◆ 增程式電動汽車（如雪佛蘭沃蘭達）

◆ 混合動力（如別克君越30H全混動、邁銳寶30H全混動）

◆純電動汽車

凱迪拉克XT5 BAS3屬于輕混合動力（Eassist）類型，其混合動力系統規格如圖27、表3所示。BASHybrid混合動力是PIM將高壓電池包的直流電逆變成高壓三相交流電，MGU利用三相交流電產生轉矩，通過驅動皮帶，將轉矩傳遞給發動機，協助發動機共同輸出扭矩或者啟動發動機。此能量流也可以逆向傳遞，實現高壓電池放電（如圖28所示）。

BAS-Hybrid系統工作時包括自動啟停、短暫的純電動、電力輔助、智能蓄電池充電、減速斷油和制動能量回收等（如圖29所示）。其中自動啟停是系統電為重要的工作模式。自動啟停系統的特點有：

◆車輛沒有啟停按鈕

◆車輛沒有電源穩壓器

◆車輛沒有加強型啟動機

◆只有一個啟動繼電器

◆自動啟停由MGU結合皮帶來實現

BAS比傳統能源車輛有著更多的啟停條件：

┃ 圖25 混合動力總成

┃ 圖26 混合動力類型

┃ 圖27 混合動力系統元件

表3 混合動力系統規格

┃ 圖28 混合動力架構特點

┃ 圖29 工作模式

┃ 圖30 高壓系統組成部件

┃ 圖31 高壓電池包

表4 高壓電池包參數

◆高壓電池包充電狀態

◆高壓電池組電壓過低

◆高壓電池包溫度過低

◆高壓電池組功率低

◆接觸器斷路

◆PIM溫度過高

◆MGU溫度過高

BAS高壓系統部件包括高壓電池包，內含HPCM2和接觸器組件、PIM、MGU等部件（如圖30所示）。高壓電池包位于后排座椅后側，后備箱前部（如圖31、表4所示），主要實現以下功能：

◆存儲電能

◆管理高壓電池組充放電電量與技術狀態

◆控制高壓電池組對外電能輸出的接通和關閉

◆與車輛其他模塊通信

電池單元是電池包內最小的組件（如圖32所示），XT5 BAS3電池單元采用鋰作為材料，電池單元的標稱電壓為3.6V。鋰電池因采用了鎳、鈷、錳等成分，具有更高的比容量，更長的使用壽命等優點。XT5 BAS3使用的是功率型的鋰電池，因此電池的冷卻相對于能量型的鋰電池也要簡單得多。從GDS2中數據流“電壓數據2”可以讀取每個電池單元的電壓值。

┃ 圖32 電池單元

每個電池組包含12個串聯電池單元，每兩個電池單元間有冷卻通道隔板，電池單元頂部有膨脹氣體通道，電池組上罩板下面有電路連接線束（如圖33所示）。

每個電池組上表面安裝一個接口模塊（如圖34所示），接口模塊可以獲取每個電池組的電壓。每個電池組包含兩個溫度傳感器，溫度信號由接口模塊接收。接口模塊可以執行電池單元能量平衡操作。通過GDS2數據流“電壓數據1”可以讀取每個接口模塊監測到的電池組電壓。

HPCM2是混合動力系統的主控模塊之一（如圖35所示），主要管理高電壓電池組，控制高壓接觸器的閉合和分離。HPCM2通過CAN線接收接口模塊的信息，接口模塊進行電池單元的能量平衡，監測高壓電池包的電流，管理電池包的冷卻，并進行絕緣失效監測等。

手動分離開關（如圖36所示）用于連接和切斷高壓電池組內部回路。其內部含有一個125A的保險絲，并有高壓互鎖回路。安裝的時候需要注意安裝方向以及安裝力度，避免損壞手動分離開關。

接觸器盒（如圖37所示）主要包括接觸器（正極接觸器/負極接觸器/預充電接觸器）、預充電電阻、電流傳感器、保險絲、高壓電纜接線端子。HPCM2是整個系統的主控模塊，控制3個接觸器的閉合與斷開（如圖38所示）。高壓接通步驟為：

┃ 圖33 電池組

┃ 圖34 接口模塊

┃圖35 HPCM2

┃ 圖36 手動分離開關

┃ 圖37 接觸器盒

┃ 圖39 高壓電池包冷卻組件

┃圖40 PIM

┃圖41 HPCM

（1）點火開關ON。

（2）HPCM2閉合負極接觸器。

（3）HPCM2閉合預充電繼電器。

（4）HPCM2閉合正極接觸器。

（5）HPCM2釋放預充電繼電器。

高壓關閉步驟：

（1）點火開關OFF。

（2）HPCM2釋放正負極接觸器。

電池包采用風冷的形式，拆裝時必須把所有的風口塑料件安裝到位，避免電池冷卻不均勻無法冷卻（如圖39所示）。PIM模塊，即能量轉換模塊，安裝在發動機艙內（如圖40所示），主要實現如下功能：

（1）控制MGU的運轉。

（2）交流電整流成直流電。

（3）直流電逆變成交流電。

（4）產生12V直流電。

（5）與HPCM2通信。

（6）水冷。

HPCM是混合動力系統的另外一個主控模塊（如圖41所示），監控混合動力的各系統參數，協調發動機和電力驅動的比例。電機控制模塊控制電機的轉速和功率扭矩，控制電機進行驅動和發電。14V電壓模塊接收低壓系統參數信息，將86V高壓直流電轉換成接近于14.5V的低壓直流電，替代14V發電機，最大功率1.8kW。

┃圖42 MGU

MGU（如圖42所示）是一個三相交流感應電機，也可以是一個86V交流發電機，可以是一個電力輔助電機，也可以是一個自動啟停電機。發電功率可以達到12kW，驅動功率可以達到10kW。內置電機位置傳感器，不可維修。電機的溫度可以通過計算獲得。

發動機和電機的轉速傳動比為3:1通過比較電機位置傳感器和曲軸位置傳感器來計算皮帶的打滑量。高壓部件冷卻系統和發動機冷卻系統共用一個水壺，其主要組成部件有PIM、水/氣分離裝置、冷卻液溫度傳感器、散熱器、水泵、MGU、水壺（如圖43所示）。

高壓互鎖回路是一個由HPCM2監測的低壓封閉回路（如圖44所示），該信號是用于接觸器控制的依據之一，防止人員意外觸電。

┃ 圖43 高壓部件冷卻

XT5 BAS3的高壓互鎖回路設計在手動分離開關內部（如圖45所示），回路內的任意一節點斷路，高壓都將被禁用。混合動力高壓系統應該與車身、車載低壓系統隔離。混合動力控制模塊通過監測高壓回路之間以及與車身、低壓系統之間的電阻或電壓來判斷是否存在絕緣失效。若監測到高壓絕緣失效，將切斷高壓，并設置DTC。

XT5 BAS3設計有兩種高壓絕緣監測，分別為由HPCM高壓部件執行的被動絕緣監測和由HPCM2執行的主動絕緣監測（如圖46所示）。

在PIM內部設計有用于持續監測正、負極高壓絕緣狀態的電路（如圖47所示），通過GDS2可以查看到PIM模塊內實時監測的數值。

正常情況下監測到的正、負電壓約為總電壓的一半（如圖48所示），高于或低于正常值，將設置高壓系統相關故障碼。主動絕緣監測用于監測高壓電池內部高壓系統。

┃ 圖44 高壓互鎖回路作用

┃ 圖45 高壓互鎖回路

┃ 圖46 高壓絕緣監測

┃ 圖47 被動絕緣監測

┃ 圖48 數據流

（待續）