2018款路虎攬勝運動插電式混合動力（PHEV）新技術（四）

青海/李生登

9.加熱和冷卻策略

（1）高壓蓄電池加熱

當車輛行駛或高壓蓄電池充電時，VSC 監測高壓蓄電池的內部溫度。保持該溫度是為了確保蓄電池實現最佳的輸出并保持盡量長的使用壽命。只有在車輛插入電源進行充電時，高壓蓄電池才會得到加熱。當電池溫度低于20℃且冷卻液溫度低于22℃時，蓄電池加熱將被激活。高壓蓄電池加熱回路示意圖如圖43所示，BECM 會激活高壓蓄電池泵、高壓蓄電池加熱器和隔離閥，從而將冷卻液轉移到加熱器。這將會加熱冷卻液并使其循環流過高壓蓄電池，從而升高高壓蓄電池的內部溫度。當電池溫度高于20℃或冷卻液溫度高于22℃時，蓄電池加熱將會停止。

┃ 圖43 高壓蓄電池加熱回路

┃ 圖44 被動冷卻回路示意圖

（2）高壓蓄電池冷卻

如果高壓蓄電池的內部溫度高于規定溫度，則VSC 將會激活高壓蓄電池泵并執行以下操作之一：

①激活高壓蓄電池隔離閥，以便允許冷卻液循環流過高壓蓄電池散熱器。

②向自動溫控模塊（ATCM）發送一條信息，以便激活連接至空調（A/C）系統的高壓蓄電池冷卻器。然后，ATCM 將會激活以下部件：

◆電動空調（A/C）壓縮機

◆空調（A/C）前隔離閥。旨在讓制冷劑流至車輛后部

◆與空調（A/C）系統相連的高壓蓄電池冷卻器上的切斷電磁閥

通過高壓蓄電池散熱器實現的冷卻稱為被動冷卻，被動冷卻回路示意圖如圖44所示。當最高溫度電池的溫度高于32℃且環境溫度低于45℃時，系統將會選擇被動冷卻。如果電池溫度和進口冷卻液溫度未下降，則系統將會增大冷卻液泵占空比。在將冷卻液泵設置為最大占空比時，系統也會激活主電動冷卻風扇。

通過高壓蓄電池冷卻器實現的冷卻稱為主動冷卻，主動冷卻回路示意圖如圖44所示。在三種場景下，高壓蓄電池冷卻器會用于降低蓄電池溫度：

當最高溫度電池的溫度在冷卻液泵和主電動冷卻風扇達到最高占空比后并未降低時，或者：環境溫度高于45℃，或者：環境溫度和最高溫度電池的溫度之間的差值小于10℃。

（3）僅限泵模式

如果電池溫度介于20～32℃之間，冷卻液泵將激活30%，使冷卻液轉移至主動冷卻回路。冷卻器或加熱器將不會激活。

（4）溫度過高/過低

如果高壓蓄電池溫度變得過高，則蓄電池的輸出將會下降。如果蓄電池溫度在降低系統輸出后并未下降，則BECM 將會打開高壓蓄電池接觸器，EV 系統將會處于不可用狀態。如果蓄電池溫度過低，則它將無法提供最高輸出，因此車輛性能將會受到影響。如果蓄電池溫度過低，則將無法對其進行充電。在診斷報告溫度控制問題的故障時，請必須小心。在斷定需要更換BECM 之前，必須正確解讀故障碼，并且必須檢查冷卻和加熱系統。

┃ 圖45 主動冷卻回路示意圖

（5）高壓蓄電池溫度控制框圖

如圖46所示，BECM 直接控制混合動力蓄電池冷卻液泵、隔離閥和加熱器。激活混合動力蓄電池冷卻器、空調壓縮機和空調前隔離閥的請求將會通過HS CAN 電源模式系統總線發送至自動溫控模塊（ATCM）。

┃ 圖46 高壓蓄電池溫度控制框圖

10. 電動空調壓縮機

與普通車輛不同的是，PHEV車型制冷劑回路只是增加了電動空調（A/C）壓縮機和電動車（EV）蓄電池冷卻回路。通過使用電動空調（A/C）壓縮機，該系統仍然能夠在發動機不運行狀態的情況下泵送制冷劑流過回路，并保持座艙溫度以便為乘客提供舒適度，它還允許在發動機不運行狀態的情況下對電動車（EV）蓄電池進行溫度調節。

┃ 圖47 電動A/C 壓縮機

電動A/C壓縮機采用一個280V電機來驅動壓縮機，在大約16A的電流下工作，因此其功率相當于4480W。壓縮機最大耗電量為5kW。制冷劑回路壓力與壓縮機的轉速呈線性關系。集成逆變器將HV直流電輸入轉換成頻率正確的HV三相交流電輸出，以便以所需的轉速驅動電機（范圍為800～8500r/min）。印刷電路板裝有電容器，以EPIC內的電容器相同的方式過濾電噪聲和電壓脈動。逆變器電路也包含一個電阻器組，當電源斷開后，電動A/C 壓縮機利用該電阻器組讓電容器進行被動放電。在正常或緊急斷電（例如HVIL斷開）的情況下，電阻器組將在1.5s內讓存儲在電容器內的電壓降低到50V以下。電動A/C 壓縮機或HV電纜的短路保護由HVJB 內含的一個不可維修的保險絲提供。

電動壓縮機為渦旋式，如圖48所示，壓縮機由兩個交錯渦旋盤組成，一個固定，一個由電機驅動并在固定渦旋盤內擺動。渦旋盤幾乎多次相互碰觸，在渦旋盤內形成多個不斷增加和減少的容室。制冷劑通過這些不斷變化的容室，到達渦旋盤的中心。然后，被壓縮的制冷劑排到制冷劑管路的高壓側。壓縮機用SPA2 制冷劑油潤滑，這在機械壓縮機或電動壓縮機中是相同的。

┃ 圖48 渦旋式壓縮機工作原理

由于功率需求高，壓縮機、內部逆變器和電機都將產生熱量，溫度可達到120℃。在壓縮機的操作中，維持單元的溫度很重要，這可用制冷劑蒸汽來實現。制冷劑蒸汽通過吸入（低壓）連接進入壓縮機；然后制冷劑流經逆變器、AC 電機定子和轉子，最終進入渦旋盤進行壓縮。

五、其他相關部件

1.低壓12V系統

低壓12V系統拓撲圖如圖49所示，12V電力分配永久性12V蓄電池電源（VBatt）按照如下方式在車輛中進行分配：

◆啟動蓄電池和輔助蓄電池通過配電盒（PSDB）向蓄電池接線盒（BJB）供電

◆BJB 為輔助接線盒（AJB）、乘客保險絲盒（PJB）、發動機接線盒（EJB）、后接線盒（RJB）供電

直流/直流（DC/DC）轉換器取代了交流發電機，用于為兩個12V蓄電池充電。處于電動車（EV）模式時，輔助蓄電池為制動助力器模塊（BBM）提供直流備用電源。如果發生電力分配電源故障，則該特性將確保BBM 仍然能夠工作。

（1）正常操作

如圖49所示，在正常操作（點火開關打開或發動機運行）時，PSDB中的兩個開關均關閉。直流/直流轉換器為這兩個蓄電池充電并為所有負載供電。

（2）電動車（EV）模式

如圖49所示，處于電動車（EV）模式時，PSDB 開關1 將會打開。直流/直流轉換器為輔助蓄電池和所有電氣負載供電。啟動蓄電池和啟動機系統負載與之隔離。這可確保在發動機啟動時，供應至電氣負載的12V電源不會受到影響。如果啟動蓄電池電壓低于8V，開關1也將打開。

（3）電源模式0。在車輛開始進入電源模式0（車輛鎖定）時，所有電力均由啟動蓄電池和輔助蓄電池提供。直流/直流轉換器不會為任何12V電氣負載供電。

┃ 圖49 低壓12V系統拓撲圖

┃ 圖50 皮帶驅動一體式啟動機發電機（BISG）

（4）網絡休眠時

當網絡進入休眠模式時，PSDB開關2 將默認處于打開狀態。在這種狀態下，只有啟動蓄電池為電氣負載供電。

2.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）是一個輔助皮帶驅動式啟動機電機，能夠在必要時持續平穩地啟動汽油發動機，如圖50所示。這樣可以實現電動車（EV）和發動機（ICE）驅動之間的無縫切換。推出BISG的目的在于提供幾乎無聲的發動機拖轉啟動，它是PHEV 所獨有。BISG僅能用作啟動機電機，發電機功能無法利用。直流/直流轉換器將來自高壓蓄電池的電能以12V供電的形式提供給車輛系統。但是當發動機運行時，BISG的輸出電壓為10.7V。這并非為了維持12V系統的工作，而是BISG 的平穩操作所需的。

BISG 用于在外部環境溫度高于-5℃時執行所有發動機啟動。傳統啟動機電機用于在環境溫度為-5℃或更低時執行發動機啟動。BISG 由來自PCM 的LIN信號控制。啟動請求通過一條LIN信息發送。也有一條通向PCM 的“禁用”線路，用于防止BISG 在未受激活的情況下啟動。安裝此禁用線路是出于安全考慮。BISG能夠識別并記錄故障，然后通過LIN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否存在（例如，斷裂）。在這些情況下，PCM 將不會激活BISG。傳統啟動機電機將用于啟動發動機。更換用BISG 并未提供盤法蘭。因此，必須保留舊單元上的部件或單獨訂購。

（待續）