馬自達創馳藍天X發動機SPCCI技術與M-HYBRID輕混動力系統解析(六)

◆文/江蘇 高惠民

(接上期)

六、馬自達輕混合動力系統(M-HYBRID)

國產新型長安馬自達3-昂克賽拉與CX-30，搭載全球首款SKYACTIV-X 壓燃發動機和24V輕混合動力系統，馬自達這套M-HYBRID(Micro Hybrid)系統在能每種場景中都收集減速能量，并利用這些能量，如圖73所示。

圖73 M-HYBRID系統能量利用場景圖

M-HYBRID系統引入減速再生制動，踩下制動踏板時收集制動能量，如圖74所示；引入B-ISG，從智能怠速停止系統重新啟動發動機時， B-ISG 被用作啟動機啟動發動機且更安靜，更穩定，如圖75所示,( B-SIG,Belt-driven Integrated Started Generator, 皮帶驅動啟動/發電機) 。B-ISG輔助扭矩，提高燃油經濟性。(這套24V輕混系統能夠額外提供5-6kW(7-8hp)最大功率和61N·m峰值扭矩的動力輸出),如圖76所示。

圖74 再生制動運行條件

圖75 智能怠速啟停條件

圖76 B-ISG扭矩輔助條件

1.馬自達M-HYBRID輕混動力系統組成

馬自達M-HYBRID輕混動力系統組成以及安裝位置如圖77所示。圖78是馬自達M-HYBRI輕混動力系統與減速能量回收制動(i-ELOOP)系統對比，其系統電路原理如圖79所示。

圖77 M-HYBRID輕混動力系統組成

圖78 M-HYBRID與i-ELOOP系統功能對比

圖79 M-HYBRID系統電路原理圖

馬自達M-HYBRID輕混動力系統工作模式如下：

(1)IG-關閉/ACC/IG-打開，如圖80所示。由鉛蓄電池向12V部件供電；鋰離子電池繼電器斷開。

圖80 IG-關閉/ACC/IG-打開工作模式

(2)發動機啟動，如圖81所示。啟動機由鉛蓄電池供電。

圖81 發動機啟動工作模式

(3)發動機運行→發電(當SOC下降時)，如圖82所示。 B-ISG發電、為鋰離子電池充電并為電氣元件供電。

圖82 發動機運行發電工作模式

(4)扭矩協助，如圖83所示。動力由鋰離子電池提供至B-ISG。

圖83 扭矩協助工作模式

(5)發動機運行→不發電,如圖84所示。鋰離子電池通過DC-DC為電氣元件供電。鉛蓄電池不放電。

圖84 發動機運行但不發電工作模式

(6)減速發電 如圖85所示。減速再生過程中，B-ISG產生電力，為鋰離子電池充電，并向電氣元件供電。條件：SOC低于79%。

圖85 減速發電工作模式

(7)在智能怠速停止過程中，如圖86所示。鋰離子電池通過DC-DC向電氣元件供電，鉛蓄電池不放電。

圖86 在智能怠速停止過程工作模式

(8)發動機從智能怠速停止狀態重新啟動，如圖87所示。從鋰離子電池向B-ISG供電，并通過DC-DC向電氣元件供電。

圖87 發動機從智能怠速停止狀態重新啟動工作模式

2.B-ISG(皮帶驅動啟動/發電機)

(1)功能

①發電(與交流發電機相同) ；

②再生能量回收(與減速能量回收制動(i-ELOOP)相同) ；

③動力輔助，最大電機輔助：5-6kW(7-8hp)→僅輔助；

④智能怠速停止狀態的啟動發動機(不是啟動機馬達)。

(2)B-ISG結構

B-ISG由逆變部分(控制部分)和電機本體部分組成，如圖88所示。圖89是B-ISG逆變部分(控制部分)組成。圖90是B-ISG電路框圖。B-ISG安裝位置如圖91所示。在B-ISG正上方有一個散熱器的冷卻加注口,如圖92所示，加注冷卻液時注意不要溢出。

圖88 B-ISG組成結構

圖89 B-ISG逆變器

圖90 B-ISG電路框圖

圖91 B-ISG安裝位置

圖92 散熱器的冷卻加注口與B-ISG位置

B-ISG助力通過中央顯示屏和MDARS確認電機輔助狀態，如圖93所示。

圖93 B-ISG助力顯示