2021款路虎發(fā)現(xiàn)運(yùn)動插電式混合動力系統(tǒng)技術(shù)亮點(diǎn)(三)

◆文/北京 楊寶利

(接上期)

2.電動冷卻液泵

電動冷卻液泵驅(qū)動發(fā)動機(jī)冷卻液流過HV部件周圍，以便對其進(jìn)行冷卻。電動冷卻液泵如圖20所示，控制框圖如圖21所示。eRAD和eRAD逆變器中的傳感器監(jiān)測單元中的溫度。來自eRAD逆變器的溫度傳感器輸出經(jīng)由HS CAN電源模式0系統(tǒng)總線傳輸至PCM。BISG和BISG逆變器的內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)也被發(fā)送至PCM。PCM使用溫度數(shù)據(jù)和其他車輛數(shù)據(jù)來確定所需的冷卻液流量。PCM將PWM信號發(fā)送至eRAD冷卻液泵。該信號確保為系統(tǒng)部件提供充足的冷卻液流量。

圖20 電動冷卻液泵

圖21 電動冷卻液泵的控制框圖

3.HV電池溫度管理概述

車輛監(jiān)控控制器(VSC)用于控制HV蓄電池的內(nèi)部溫度。在HV蓄電池安裝有多個溫度傳感器，BECM利用溫度傳感器，將HV蓄電池的內(nèi)部溫度控制在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。HV電池溫度管理相關(guān)部件如圖22所示。

圖22 HV電池溫度管理相關(guān)部件

HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)使用冷卻液對HV蓄電池內(nèi)部進(jìn)行加熱和冷卻。這些冷卻液在一個HV蓄電池泵的驅(qū)動下循環(huán)流過系統(tǒng)，該泵由BECM控制。BECM利用脈寬調(diào)制(PWM)信號控制HV蓄電池泵的轉(zhuǎn)速。VSC確定PWM信號并將其發(fā)送至BECM。HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)所需的熱量由HV蓄電池加熱器提供。當(dāng)HV蓄電池內(nèi)部溫度低于設(shè)定的溫度時，HV蓄電池加熱器用于提高HV蓄電池的內(nèi)部溫度。HV蓄電池冷卻由兩個來源提供。BECM根據(jù)HV蓄電池內(nèi)部溫度來使用相應(yīng)的冷卻來源。這兩個來源分別是：HV蓄電池散熱器和HV蓄電池冷卻器。

4.HV蓄電池泵

HV蓄電池泵位于發(fā)動機(jī)前部，散熱器左側(cè)。HV蓄電池泵的操作由BECM控制。HV蓄電池泵驅(qū)動冷卻液循環(huán)流過HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)。冷卻液的循環(huán)速度由來自BECM的脈寬調(diào)制信號控制，并可以根據(jù)蓄電池溫度進(jìn)行調(diào)整。HV蓄電池泵有一個三針接頭。這個3針電氣接頭提供以下電氣連接：①來自后接線盒(RJB)的12V電源；②來自BECM的脈寬調(diào)制(PWM)信號；③接地連接。

5.HV蓄電池冷卻器

HV蓄電池冷卻器如圖23所示，它位于HV冷卻液泵旁邊。HV蓄電池冷卻器利用來自A/C的制冷劑冷卻HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)中的冷卻液。然后，這些冷卻液會循環(huán)流過HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)，以便降低HV蓄電池的內(nèi)部溫度。用于控制流過冷卻器的制冷劑流量的電磁閥由空調(diào)控制模塊(HVAC)進(jìn)行控制。VSC將會向HVAC發(fā)送一個請求。然后HVAC控制模塊激活以下部件：①電動A/C壓縮機(jī)；②A/C前隔離閥；③HV蓄電池冷卻器切斷電磁閥。

圖23 HV蓄電池冷卻器

然后，來自A/C控制模塊系統(tǒng)的制冷劑將會流過HV蓄電池冷卻器，以便冷卻HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)的冷卻液。HV蓄電池冷卻器具有控制流經(jīng)冷卻器的流量制冷劑的TXV。當(dāng)HV蓄電池冷卻器切斷電磁閥打開（OPEN）時，TXV將會自動控制流過HV蓄電池冷卻器的制冷劑流量。HV蓄電池冷卻器的切斷電磁閥上有一個2針電氣接頭。該2針接頭具有連接：來自HVAC的12V信號和接地連接的功能。

6.HV蓄電池加熱器

HV蓄電池加熱器如圖24所示，位于乘客艙地板下方，靠近HV BISG逆變器。HV蓄電池加熱器只向冷卻液提供一定程度的熱量輸入。流過HV蓄電池加熱器的冷卻液流量由BECM通過HV蓄電池泵進(jìn)行控制。HV蓄電池加熱器有一個2針接頭。這個2針電氣接頭提供以下連接：一是來自后接線盒(RJB)繼電器的12V電源，由BECM控制；二是接地連接。

圖24 HV蓄電池加熱器

7.空調(diào)前隔離閥

空調(diào)前隔離閥如圖25所示，它用于關(guān)閉至蒸發(fā)器的制冷劑供應(yīng)。HV蓄電池冷卻回路與A/C系統(tǒng)共用制冷劑回路。在某些情況下，HV蓄電池需要來自制冷劑回路的冷卻，但是客戶可能已經(jīng)關(guān)閉了A/C。通過激活空調(diào)前隔離閥，進(jìn)入車輛內(nèi)部的空氣將不會進(jìn)行冷卻。

圖25 空調(diào)前隔離閥

8.HV蓄電池隔離閥

HV蓄電池隔離閥如圖26所示，它由VSC進(jìn)行控制，并由BECM供電。當(dāng)未激活HV蓄電池隔離閥電磁閥時，冷卻液流過HV蓄電池冷卻器和HV蓄電池加熱器。當(dāng)激活HV蓄電池隔離閥電磁閥時，冷卻液流過HV蓄電池散熱器。HV蓄電池隔離閥有一個2針電氣接頭：

圖26 HV蓄電池隔離閥

①來自BECM的12V信號；②接地連接。

9.HV蓄電池散熱器

如圖27所示，HV蓄電池散熱器位于車輛前部的冷卻裝置中。冷卻裝置利用車速和電動冷卻風(fēng)扇推動空氣流過冷卻裝置，從而對HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)中的冷卻液進(jìn)行冷卻。通過冷卻散熱器的冷卻液流量由VSC利用以下信號進(jìn)行控制：

圖27 HV蓄電池散熱器

①從BECM發(fā)送至HV蓄電池泵的PWM信號；

②激活換向閥，以便引導(dǎo)冷卻液流過HV蓄電池散熱器。

10.HV蓄電池膨脹箱

如圖28所示，HV蓄電池膨脹箱位于發(fā)動機(jī)艙左側(cè)，主散熱器旁邊。HV蓄電池膨脹箱充當(dāng)HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)的冷卻液儲液罐，同時也可讓冷卻液進(jìn)行排氣。HV蓄電池膨脹箱帶有一個壓力蓋，壓力蓋用于在HV蓄電池溫度控制系統(tǒng)中的壓力超出設(shè)定水平時釋放壓力。

圖28 HV蓄電池膨脹箱

五、蓄電池加熱和冷卻策略

當(dāng)駕駛車輛或?qū)V蓄電池充電時，VSC監(jiān)測HV蓄電池的內(nèi)部溫度。保持該溫度是為了確保蓄電池實(shí)現(xiàn)最佳的輸出并保持盡量長的使用壽命。

1.主動加熱

主動加熱示意圖如圖29所示。只有在將車輛插入電源進(jìn)行充電時，HV蓄電池才會加熱。當(dāng)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。BECM將激活HV蓄電池泵，HV蓄電池加熱器和隔離閥將冷卻液分流至加熱器。這將會加熱冷卻液并使其循環(huán)流過HV蓄電池，從而升高HV蓄電池的內(nèi)部溫度。

圖29 主動加熱示意圖

2.蓄電池冷卻

如果HV蓄電池的內(nèi)部溫度高于規(guī)定的溫度，則VSC將會激活HV蓄電池泵并執(zhí)行以下操作之一：

(1)激活HV蓄電池隔離閥，以便允許冷卻液循環(huán)流過HV蓄電池散熱器。

(2)向HVAC控制模塊發(fā)送信息，以激活與A/C系統(tǒng)相連的HV蓄電池冷卻器。然后，HV AC將會激活以下部件：①電動A/C壓縮機(jī)；②A/C前隔離閥，旨在讓制冷劑流至車輛后部；③與A/C系統(tǒng)相連的HV蓄電池冷卻器上的切斷電磁閥。

通過HV蓄電池散熱器實(shí)現(xiàn)的冷卻稱為被動冷卻。當(dāng)最高溫度電池的溫度高于32℃且環(huán)境溫度低于45℃時，系統(tǒng)將會選擇被動冷卻。如果電池溫度和進(jìn)口冷卻液溫度未下降，則系統(tǒng)將會增大冷卻液泵占空比。在將冷卻液泵設(shè)置為最大占空比時，系統(tǒng)也會激活主電動冷卻風(fēng)扇。蓄電池被動冷卻示意圖如圖30所示。

圖30 蓄電池被動冷卻示意圖

通過HV蓄電池冷卻器實(shí)現(xiàn)的冷卻稱為主動冷卻。蓄電池主動冷卻示意圖如圖31所示。在三種場景下，HV蓄電池冷卻器將用于降低蓄電池溫度：當(dāng)溫度最高的單元電池的溫度在冷卻液泵和主電動冷卻風(fēng)扇達(dá)到最高占空比后并未降低時；或者環(huán)境溫度高于45℃；或者：環(huán)境溫度和最高溫度電池的溫度之間的差值小于10℃。

圖31 蓄電池主動冷卻示意圖

3.僅限泵模式

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

4.蓄電池溫度過高或過低

如果HV蓄電池溫度變得過高，則蓄電池的輸出將會下降。如果在降低系統(tǒng)輸出后蓄電池溫度并未下降，則BECM將會打開HV接觸器，EV系統(tǒng)將會處于不可用狀態(tài)。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(jìn)行充電。在診斷報(bào)告溫度控制問題的故障時，請必須小心。在更換BECM之前，必須先正確解讀故障代碼，并且必須檢查冷卻和加熱系統(tǒng)。

5.蓄電池溫度控制框圖

蓄電池溫度控制框圖如圖32所示。蓄電池電量控制模塊（BECM）直接控制混合動力蓄電池冷卻液泵、隔離閥和加熱器。有關(guān)激活混合動力蓄電池冷卻器、空調(diào)壓縮機(jī)和空調(diào)前隔離閥的請求將會通過HSCAN電源模式0系統(tǒng)總線被發(fā)送至自動溫控模塊(ATCM)。

圖32 蓄電池溫度控制框圖

六、動力與底盤系統(tǒng)的變化

1.發(fā)動機(jī)

2021款路虎新極光/發(fā)現(xiàn)運(yùn)動PTA平臺PHEV車型采用IngeniumI31.5L汽油發(fā)動機(jī)和新的八速愛信變速器。I31.5L發(fā)動機(jī)如圖33所示，它是一款全鋁、1.5L的直列三缸發(fā)動機(jī)，并搭配一個單渦道渦輪增壓器。該發(fā)動機(jī)還采用雙頂置凸輪軸、12閥門和燃油直噴技術(shù)，可產(chǎn)生146.9kW（200PS,1PS=735.499W）的輸出。這是Ingenium系列的第四款發(fā)動機(jī)，與IngeniumI42.0L汽油發(fā)動機(jī)擁有類似的結(jié)構(gòu)和總體構(gòu)造。發(fā)動機(jī)主要技術(shù)規(guī)格見下表，主要特性如下：

圖33 I31.5L發(fā)動機(jī)

①可變冷卻液泵，電磁閥控制的冷卻液泵可以關(guān)閉，以縮短預(yù)熱時間并在低負(fù)載高轉(zhuǎn)速時減少流量；

②電子節(jié)溫器，節(jié)溫器可以單獨(dú)控制流至汽缸缸蓋和汽缸缸體的冷卻液流量，以縮短預(yù)熱時間；

③可變流量機(jī)油泵，電磁閥控制的機(jī)油泵可以根據(jù)負(fù)載或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速改變發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力；

④Bosch燃油直噴系統(tǒng)，可輸出高達(dá)250bar的燃油壓力；

⑤集成排氣岐管和單渦道渦輪增壓器；

⑥進(jìn)氣和排氣可變凸輪軸正時(VCT)；

⑦增壓空氣冷卻器；

⑧單平衡軸。

(未完待續(xù))