2018款路虎攬勝運(yùn)動(dòng)插電式混合動(dòng)力（PHEV）新技術(shù)（四）

青海/李生登

9.加熱和冷卻策略

（1）高壓蓄電池加熱

當(dāng)車(chē)輛行駛或高壓蓄電池充電時(shí)，VSC 監(jiān)測(cè)高壓蓄電池的內(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(zhǎng)的使用壽命。只有在車(chē)輛插入電源進(jìn)行充電時(shí)，高壓蓄電池才會(huì)得到加熱。當(dāng)電池溫度低于20℃且冷卻液溫度低于22℃時(shí)，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(huì)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(zhuǎn)移到加熱器。這將會(huì)加熱冷卻液并使其循環(huán)流過(guò)高壓蓄電池，從而升高高壓蓄電池的內(nèi)部溫度。當(dāng)電池溫度高于20℃或冷卻液溫度高于22℃時(shí)，蓄電池加熱將會(huì)停止。

┃ 圖43 高壓蓄電池加熱回路

┃ 圖44 被動(dòng)冷卻回路示意圖

（2）高壓蓄電池冷卻

如果高壓蓄電池的內(nèi)部溫度高于規(guī)定溫度，則VSC 將會(huì)激活高壓蓄電池泵并執(zhí)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(huán)流過(guò)高壓蓄電池散熱器。

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

◆電動(dòng)空調(diào)（A/C）壓縮機(jī)

◆空調(diào)（A/C）前隔離閥。旨在讓制冷劑流至車(chē)輛后部

◆與空調(diào)（A/C）系統(tǒng)相連的高壓蓄電池冷卻器上的切斷電磁閥

通過(guò)高壓蓄電池散熱器實(shí)現(xiàn)的冷卻稱為被動(dòng)冷卻，被動(dòng)冷卻回路示意圖如圖44所示。當(dāng)最高溫度電池的溫度高于32℃且環(huán)境溫度低于45℃時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)選擇被動(dòng)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(huì)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(shí)，系統(tǒng)也會(huì)激活主電動(dòng)冷卻風(fēng)扇。

通過(guò)高壓蓄電池冷卻器實(shí)現(xiàn)的冷卻稱為主動(dòng)冷卻，主動(dòng)冷卻回路示意圖如圖44所示。在三種場(chǎng)景下，高壓蓄電池冷卻器會(huì)用于降低蓄電池溫度：

當(dāng)最高溫度電池的溫度在冷卻液泵和主電動(dòng)冷卻風(fēng)扇達(dá)到最高占空比后并未降低時(shí)，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℃。

（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(zhuǎn)移至主動(dòng)冷卻回路。冷卻器或加熱器將不會(huì)激活。

（4）溫度過(guò)高/過(guò)低

如果高壓蓄電池溫度變得過(guò)高，則蓄電池的輸出將會(huì)下降。如果蓄電池溫度在降低系統(tǒng)輸出后并未下降，則BECM 將會(huì)打開(kāi)高壓蓄電池接觸器，EV 系統(tǒng)將會(huì)處于不可用狀態(tài)。如果蓄電池溫度過(guò)低，則它將無(wú)法提供最高輸出，因此車(chē)輛性能將會(huì)受到影響。如果蓄電池溫度過(guò)低，則將無(wú)法對(duì)其進(jìn)行充電。在診斷報(bào)告溫度控制問(wèn)題的故障時(shí)，請(qǐng)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(tǒng)。

┃ 圖45 主動(dòng)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(dòng)力蓄電池冷卻液泵、隔離閥和加熱器。激活混合動(dòng)力蓄電池冷卻器、空調(diào)壓縮機(jī)和空調(diào)前隔離閥的請(qǐng)求將會(huì)通過(guò)HS CAN 電源模式系統(tǒng)總線發(fā)送至自動(dòng)溫控模塊（ATCM）。

┃ 圖46 高壓蓄電池溫度控制框圖

10. 電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)

與普通車(chē)輛不同的是，PHEV車(chē)型制冷劑回路只是增加了電動(dòng)空調(diào)（A/C）壓縮機(jī)和電動(dòng)車(chē)（EV）蓄電池冷卻回路。通過(guò)使用電動(dòng)空調(diào)（A/C）壓縮機(jī)，該系統(tǒng)仍然能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行狀態(tài)的情況下泵送制冷劑流過(guò)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(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行狀態(tài)的情況下對(duì)電動(dòng)車(chē)（EV）蓄電池進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

┃ 圖47 電動(dòng)A/C 壓縮機(jī)

電動(dòng)A/C壓縮機(jī)采用一個(gè)280V電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，在大約16A的電流下工作，因此其功率相當(dāng)于4480W。壓縮機(jī)最大耗電量為5kW。制冷劑回路壓力與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速呈線性關(guān)系。集成逆變器將HV直流電輸入轉(zhuǎn)換成頻率正確的HV三相交流電輸出，以便以所需的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)電機(jī)（范圍為800～8500r/min）。印刷電路板裝有電容器，以EPIC內(nèi)的電容器相同的方式過(guò)濾電噪聲和電壓脈動(dòng)。逆變器電路也包含一個(gè)電阻器組，當(dāng)電源斷開(kāi)后，電動(dòng)A/C 壓縮機(jī)利用該電阻器組讓電容器進(jìn)行被動(dòng)放電。在正?；蚓o急斷電（例如HVIL斷開(kāi)）的情況下，電阻器組將在1.5s內(nèi)讓存儲(chǔ)在電容器內(nèi)的電壓降低到50V以下。電動(dòng)A/C 壓縮機(jī)或HV電纜的短路保護(hù)由HVJB 內(nèi)含的一個(gè)不可維修的保險(xiǎn)絲提供。

電動(dòng)壓縮機(jī)為渦旋式，如圖48所示，壓縮機(jī)由兩個(gè)交錯(cuò)渦旋盤(pán)組成，一個(gè)固定，一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)并在固定渦旋盤(pán)內(nèi)擺動(dòng)。渦旋盤(pán)幾乎多次相互碰觸，在渦旋盤(pán)內(nèi)形成多個(gè)不斷增加和減少的容室。制冷劑通過(guò)這些不斷變化的容室，到達(dá)渦旋盤(pán)的中心。然后，被壓縮的制冷劑排到制冷劑管路的高壓側(cè)。壓縮機(jī)用SPA2 制冷劑油潤(rùn)滑，這在機(jī)械壓縮機(jī)或電動(dòng)壓縮機(jī)中是相同的。

┃ 圖48 渦旋式壓縮機(jī)工作原理

由于功率需求高，壓縮機(jī)、內(nèi)部逆變器和電機(jī)都將產(chǎn)生熱量，溫度可達(dá)到120℃。在壓縮機(jī)的操作中，維持單元的溫度很重要，這可用制冷劑蒸汽來(lái)實(shí)現(xiàn)。制冷劑蒸汽通過(guò)吸入（低壓）連接進(jìn)入壓縮機(jī)；然后制冷劑流經(jīng)逆變器、AC 電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子，最終進(jìn)入渦旋盤(pán)進(jìn)行壓縮。

五、其他相關(guān)部件

1.低壓12V系統(tǒng)

低壓12V系統(tǒng)拓?fù)鋱D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(chē)輛中進(jìn)行分配：

◆啟動(dòng)蓄電池和輔助蓄電池通過(guò)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(xiǎn)絲盒（PJB）、發(fā)動(dòng)機(jī)接線盒（EJB）、后接線盒（RJB）供電

直流/直流（DC/DC）轉(zhuǎn)換器取代了交流發(fā)電機(jī)，用于為兩個(gè)12V蓄電池充電。處于電動(dòng)車(chē)（EV）模式時(shí)，輔助蓄電池為制動(dòng)助力器模塊（BBM）提供直流備用電源。如果發(fā)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(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)或發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行）時(shí)，PSDB中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)均關(guān)閉。直流/直流轉(zhuǎn)換器為這兩個(gè)蓄電池充電并為所有負(fù)載供電。

（2）電動(dòng)車(chē)（EV）模式

如圖49所示，處于電動(dòng)車(chē)（EV）模式時(shí)，PSDB 開(kāi)關(guān)1 將會(huì)打開(kāi)。直流/直流轉(zhuǎn)換器為輔助蓄電池和所有電氣負(fù)載供電。啟動(dòng)蓄電池和啟動(dòng)機(jī)系統(tǒng)負(fù)載與之隔離。這可確保在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，供應(yīng)至電氣負(fù)載的12V電源不會(huì)受到影響。如果啟動(dòng)蓄電池電壓低于8V，開(kāi)關(guān)1也將打開(kāi)。

（3）電源模式0。在車(chē)輛開(kāi)始進(jìn)入電源模式0（車(chē)輛鎖定）時(shí)，所有電力均由啟動(dòng)蓄電池和輔助蓄電池提供。直流/直流轉(zhuǎn)換器不會(huì)為任何12V電氣負(fù)載供電。

┃ 圖49 低壓12V系統(tǒng)拓?fù)鋱D

┃ 圖50 皮帶驅(qū)動(dòng)一體式啟動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)（BISG）

（4）網(wǎng)絡(luò)休眠時(shí)

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入休眠模式時(shí)，PSDB開(kāi)關(guān)2 將默認(rèn)處于打開(kāi)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，只有啟動(dòng)蓄電池為電氣負(fù)載供電。

2.皮帶驅(qū)動(dòng)一體式啟動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)（BISG）

皮帶驅(qū)動(dòng)一體式啟動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)（BISG）是一個(gè)輔助皮帶驅(qū)動(dòng)式啟動(dòng)機(jī)電機(jī)，能夠在必要時(shí)持續(xù)平穩(wěn)地啟動(dòng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖50所示。這樣可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)（EV）和發(fā)動(dòng)機(jī)（ICE）驅(qū)動(dòng)之間的無(wú)縫切換。推出BISG的目的在于提供幾乎無(wú)聲的發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)啟動(dòng)，它是PHEV 所獨(dú)有。BISG僅能用作啟動(dòng)機(jī)電機(jī)，發(fā)電機(jī)功能無(wú)法利用。直流/直流轉(zhuǎn)換器將來(lái)自高壓蓄電池的電能以12V供電的形式提供給車(chē)輛系統(tǒng)。但是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，BISG的輸出電壓為10.7V。這并非為了維持12V系統(tǒng)的工作，而是BISG 的平穩(wěn)操作所需的。

BISG 用于在外部環(huán)境溫度高于-5℃時(shí)執(zhí)行所有發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。傳統(tǒng)啟動(dòng)機(jī)電機(jī)用于在環(huán)境溫度為-5℃或更低時(shí)執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。BISG 由來(lái)自PCM 的LIN信號(hào)控制。啟動(dòng)請(qǐng)求通過(guò)一條LIN信息發(fā)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(dòng)。安裝此禁用線路是出于安全考慮。BISG能夠識(shí)別并記錄故障，然后通過(guò)LIN將其發(fā)送至PCM。故障將以內(nèi)部故障、電路故障的形式存儲(chǔ)，并且可以識(shí)別皮帶是否存在（例如，斷裂）。在這些情況下，PCM 將不會(huì)激活BISG。傳統(tǒng)啟動(dòng)機(jī)電機(jī)將用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。更換用BISG 并未提供盤(pán)法蘭。因此，必須保留舊單元上的部件或單獨(dú)訂購(gòu)。

（待續(xù)）