奔馳S400混合動力介紹(中)

◆文/福建 林宇清

(接2019年第11期)

6.ECO啟停功能

當(dāng)車輛不需要能量驅(qū)動且驅(qū)動系統(tǒng)未發(fā)出能量請求時，只要滿足相關(guān)條件，如發(fā)動機在運轉(zhuǎn)、高壓蓄電池電量充足、檔位在D檔或N檔等前提條件，ME通過切斷噴油嘴和點火線圈來關(guān)閉發(fā)動機，使發(fā)動機自動停止運轉(zhuǎn)。如果出現(xiàn)碰撞信號且高壓系統(tǒng)立即停用，則發(fā)動機也會關(guān)閉(圖12)。

圖12 自動停機原理

當(dāng)車輛需要驅(qū)動或驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出驅(qū)動請求時，只要滿足相關(guān)條件，如：內(nèi)燃機已經(jīng)自動停機、高壓系統(tǒng)沒有故障、松開制動踏板、操作油門踏板等條件，ME就會對電動機所需的驅(qū)動力矩進行計算，并通過CAN網(wǎng)絡(luò)向電力電子控制單元發(fā)出促動電動機的請求，以自動啟動發(fā)動機(圖13)。

圖13 自動啟動功能原理

7.冷卻系統(tǒng)

為了保證預(yù)期使用壽命達到最佳，高壓部件必須在一定的溫度范圍內(nèi)工作。DC/DC轉(zhuǎn)換器和電力電子模塊共用一個冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)獨立于發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，防止出現(xiàn)過熱損壞(圖14)。循環(huán)泵1由前SAM控制單元通過繼電器控制，吸取冷卻液并將其泵送至冷卻液回路中。冷卻液流經(jīng)DC/DC轉(zhuǎn)換器和電力電子模塊，對兩個高壓部件進行冷卻，然后熱的冷卻液流經(jīng)低溫冷卻器散熱。循環(huán)泵2由M通過E繼電器控制，以便與電力電子冷卻回路中的冷卻液溫度相匹配，并對電力電子循環(huán)泵1提供支持。為此，ME讀取低溫回路溫度傳感器的電壓信號，據(jù)此促動循環(huán)泵2工作。

圖14 冷卻回路

圖15 冷卻回路線路圖

高壓蓄電池內(nèi)部集成了電池溫度傳感器(A100b2)，用于記錄高壓蓄電池溫度，相應(yīng)的信號由BMS控制單元分析和處理，如果需要進行冷卻(圖15)，BMS控制單元通過CANI網(wǎng)絡(luò)向ME發(fā)出制冷請求信號。ME在評估請求后，將信號通過中央網(wǎng)關(guān)和CANB網(wǎng)絡(luò)傳送至空調(diào)控制單元。然后，空調(diào)控制單元通過CAN網(wǎng)絡(luò)激活電動壓縮機。同時，BMS控制單元會打開高壓蓄電池冷卻系統(tǒng)切斷閥(Y19/1)，制冷劑流經(jīng)集成在高壓蓄電池模塊中的蒸發(fā)器。吸走周圍的熱能，使高壓蓄電池得到冷卻。如果手動關(guān)閉空調(diào)，那么高壓蓄電池不會進行冷卻；如果高壓蓄電池的溫度過高(T＞42℃)，則空調(diào)將自動開啟，并以上次關(guān)閉前的設(shè)置進行工作。

8.互鎖功能

互鎖電路用于為無意觸摸到高壓部件的人員提供接觸保護，互鎖信號在BMS控制單元中產(chǎn)生，通過高壓部件的12V插頭串聯(lián)，形成12V/88Hz的閉環(huán)回路(圖16)。當(dāng)互鎖回路斷開時，高壓電瓶中的保護開關(guān)立即打開，從而切斷高壓電系統(tǒng)。

圖16 互鎖回路

圖17 高壓激活鎖

9.斷電

為確保在維修時不存在電擊風(fēng)險，必須將高壓電瓶的插頭脫開，然后裝上高壓安全鎖，即斷開高壓電，并防止高壓系統(tǒng)再次被激活(圖17)。需要注意的是在安全鎖裝完后，需要等待2min方可進行維修，以確保電壓徹底釋放。另外，只有經(jīng)過培訓(xùn)的授權(quán)服務(wù)中心工作人員才可對高壓系統(tǒng)進行作業(yè)。

二、222車型混合動力概念

圖18 新S級混合動力

新款S級(222車型)混合動力與上一代大體相同，但又有新的改變，其主要標(biāo)志是首次使用被稱為P2的混合動力系統(tǒng)。P2系統(tǒng)的主要特點是在啟動裝置(變矩器)與變速器之間安裝有一臺電機，這樣的布局使電機速度不受內(nèi)燃機的影響。這是P2與P1系統(tǒng)(電機位于內(nèi)燃機與啟動裝置之間)之間最大的設(shè)計區(qū)別。此外，新型混合動力的重量也得到了優(yōu)化，通過將高壓蓄電池與12V蓄電池放置到車輛后方來改善軸荷載分布，以達到增大牽引力的目的(圖18)。

1.高壓部件介紹

高壓部件的作用與上一代大體相同，但在數(shù)量和位置上做了一些改變。

(1)高壓蓄電池模塊

位于右后方行李箱中(圖19)，可保護高壓蓄電池免受外部高溫影響，并確保機械穩(wěn)定性。該模塊包括高壓蓄電池和蓄電池管理系統(tǒng)控制單元，模塊的一側(cè)設(shè)有排氣連接件和隔離膜片，后者可調(diào)節(jié)內(nèi)部壓力并使其與外部壓力相適應(yīng)。高壓蓄電池同樣由35塊鋰離子電池組成，每個電池的電壓均為3.6V。接觸器集成在高壓蓄電池模塊內(nèi)，由蓄電池管理系統(tǒng)控制單元促動，可在內(nèi)部將高壓蓄電池的正負(fù)極相連或斷開。

圖19 高壓蓄電池

圖20 電動壓縮機

(2)電動空調(diào)壓縮機

位于發(fā)動機艙的左手邊(圖20)。該裝置負(fù)責(zé)吸入和壓縮制冷劑，并可根據(jù)蒸發(fā)器溫度，在700～9 000r/min范圍內(nèi)進行連續(xù)調(diào)速。其原理與上一代車型相似，在此不做過多說明。

(3)電力電子裝置

與221混合動力的設(shè)計不同，新S級混合動力將DC/DC和AC/DC轉(zhuǎn)換器集成一體為電力電子控制單元(圖21)。該模塊應(yīng)發(fā)動機控制單元的請求，使用三相交流電驅(qū)動電動機，并可監(jiān)測定子繞組溫度和轉(zhuǎn)子位置。集成的DC/DC轉(zhuǎn)換器可將高壓直流和12V直流電進行相互轉(zhuǎn)換，從而使能量得以在高壓系統(tǒng)和12V車載系統(tǒng)之間進行交換。

圖21 電力電子裝置