2016款雅阁混动车i-MMD系统详解（二）

威海职业学院 刘 华

2016款雅阁混动车i-MMD系统详解（二）

威海职业学院 刘 华

1.4 动力控制单元（PCU）

动力控制单元（PCU，图11）是混合动力系统的控制核心，位于发动机室的电动无级变速器（E-CVT）的上方，其箱体的外壳为铝合金材料。电动机控制单元、逆变器及相位电流传感器内置于PCU中（图12）。

图12 PCU电路连接

PCU通过电动机控制单元、逆变器、电动机转子位置传感器、相位电流传感器等实现对驱动电动机和发电机的矢量控制。电动机控制单元具有DC／AC（直流／交流）相互转换、变频等功能，以实现对电动机驱动和电动机发电等功能的控制，电动机控制单元还具有保护功能，如过流、过压、过载保护等。另外，电动机控制单元与发动机控制单元（PCM）通信以协调发动机和变速器的操作。电动机控制单元内置一个可重写的ROM，可使用升级工具进行程序更新。逆变器具有变压功能，它将高压锂电池的电压（259.2 V）升压至700 V左右，为驱动电动机提供电能；它还可以降低来自发电机、驱动电动机的输出电压，使该电压与高压锂电池的电压匹配。

高压电源电缆将PCU连接到位于E-CVT内的驱动电动机和发电机上。采用的是可以输入及输出高压电并进行电机控制的三相电缆。高压电源电缆以插接器安装到PCU上，电动机侧采用螺栓固定到电动机定子的三相端子上。高压电源电缆封装在橙色波纹管中，便于与其他线束进行区分，以起到安全警示作用。

为实现对PCU的温度控制，设置了一个专用的冷却系统，该系统由一个专用的电动冷却液泵、散热器、储液罐、冷却软管和PCU水套等组成（图13）。冷却液从PCU内部水套吸收热量，流经散热器内部并将热量散发到空气中。电动冷却液泵内置电动机及控制单元，电动机为12 V直流无刷电动机。

图13 PCU的冷却系统

1.5 线控换挡

2016款雅阁混动车配备了电动线控换挡系统（图14），换挡按钮总成如图15所示。换挡操作是通过按、扳按钮执行的（取消了传统车型的换挡杆）。P挡（驻车挡）、N挡（空挡）和D挡（前进挡）按钮采用按动操作，而R挡（倒挡）按钮则采用扳动操作。如果拉动“R”按钮，蜂鸣器将仅鸣响一次。另外，换挡按钮总成上还有运动模式、电子驻车制动及制动保持等按钮。

2016款雅阁混动车新增了SPORT（运动模式）开关。按下SPORT按钮，与正常运行模式相比，改善了发动机的节气门响应特性，提升加速性能以实现运动驾驶。此模式驾驶会降低燃油经济性，适合在山坡或山路的弯道上使用。即使上次驾驶车辆时已将SPORT模式开关打开，再次启动电源系统时会自动关闭此功能。

2016款雅阁混动车的PCM具有“车门打开自动P控制”程序。即车辆停止而未选择驻车挡时，如果驾驶人座椅安全带未扣好且驾驶人侧车门打开，车辆将自动换至驻车挡以防车轮滚动。基于可靠性考虑，驾驶人切勿依赖此功能，且务必手动使车辆驻车。

图14 线控换挡系统

图15 换挡按钮总成

1.6 仪表

2016款雅阁混动车的仪表与传统车型有所不同。该车仪表总成新增了POWER（电动机电源）表、CHARGE（锂电池充电）表、锂电池剩余电量（SOC）表、READY指示灯、SPORT（运动模式）指示灯、EV指示灯、EV模式指示灯等（图16）。该车纯电行驶时，发动机停机，因此，发动机并非连续转动，故取消了传统的发动机转速表。

图16 仪表

1.7 网络通信

2016款雅阁混动车共采用了4套CAN总线（图17），分别是IMA-CAN、BAT-CAN及F-CAN、B-CAN，其中，IMACAN用于混合动力系统的控制单元与PCM之间的总线连接，BAT-CAN用于高压锂电池的电池电压传感器CVS和锂电池管理系统BMS之间总线连接，F-CAN用于PCM、SRS、仪表等控制单元之间的总线连接，B-CAN用于仪表与HVAC等控制单元之间的总线通信。

1.8 电动空调

与传统车型不同，2016款雅阁混动车采用了电动空调系统（图18），空调压缩机由高压电动机驱动。若采用传统车型的空调压缩机由发动机驱动的方式，当混动车辆纯电行驶时，由于发动机停机，空调系统将无法工作。2016款雅阁混动车电动压缩机要求使用型号为ND-OIL 11的专用润滑油，该润滑油具有很高的绝缘性能。若不使用上述规定的润滑油，可能会引起压缩机电动机短路，甚至会造成触电的危险。

说明：2016款雅阁混动车在车辆停驶、发动机熄火状态下，当锂电池电量正常（SOC表高于2格）时，空调制冷系统可以正常工作；当锂电池的剩余电量下降至2格时，发动机自动起动，发动机带动发电机发电；当锂电池的电量升高到3格后，发动机又自动熄火。2016款雅阁混动车空调系统的制热与传统车型类似，热源来自于发动机冷却液。

图17 CAN总线连接示意图

图18 电动空调系统

1.9 声学车辆提醒系统

由于2016款雅阁混动车行驶中存在纯电动机驱动模式，因此，为保护行人安装了声学车辆提醒系统。

当车辆以纯电动机驱动低速行驶时，声学车辆提醒系统会发出报警音，通知行人等有无声运行的车辆在靠近。

在以下情况中声学车辆提醒系统会发出报警音：换挡杆处于前进位置，制动踏板松开，处于EV驾驶模式，且车辆正以约0.5 km/h或更高的车速行驶。报警音随着车速上升而变大，并在达到25 km/h时停止。

单独设置了声学车辆提醒系统按钮（转向盘左侧面板上，图19），根据车辆行驶的路况，驾驶人可以通过操纵上述开关，将声学车辆提醒系统关闭（系统关闭时，按钮上的指示灯点亮）。

2 2016款雅阁混动车的工作模式

2016款雅阁混动车在行驶时有纯电动机驱动、混合动力驱动、纯发动机驱动等3种驱动模式，以及滑行、制动时能量回馈及空载充电等工作模式。i-MMD系统可以根据行驶条件的不同，自动切换驱动模式。

图19 声学车辆提醒系统开关

2.1 纯电动机驱动（EV模式）

2016款雅阁混动车在高压锂电池电量正常时，起步及初期前进行驶或者倒车行驶时，均采用纯电动机驱动模式，该模式行驶时驱动电动机为唯一的动力，发动机停机、发电机停止转动，2016款雅阁混动车在冷车起动的时候，会起动发动机以便发动机冷却液及三元催化转换器迅速达到正常的工作温度。动力传递路线为：驱动电动机→驱动电动机轴→驱动电动机轴常啮合齿轮→副轴常啮合齿轮→主减速器驱动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→前轮（驱动轮）。

由于高压锂电池组储存的最大电能为1.3 kW·h，而驱动电动机的最大功率为135 kW、额定功率为67.5 kW，因此，纯电动机驱动时间很短，路试最大行驶里程只有2 km左右。

2.2 混合动力驱动（HV模式）

2016款雅阁混动车纯电机驱动时，若高压锂电池组的电池低于阈值就会自动起动发动机。车辆行驶中发动机起动，是由发电机倒拖（发电机作为电动机使用）实现的。

发动机着火后，发动机驱动发电机转动，发电机发电并向驱动电动机提供电能。如果来自发电机的供电不足，高压锂电池将提供补充电能。此外，如果发电机发电量充足，发电机将多余电能为高压蓄电池充电。驱动电动机得到持续供电并驱动车辆行驶。此时，为典型的串联式（增程式）混合动力布置方式。

发动机驱动发电机的动力传递路线为：发动机→飞轮及扭转减震器→输入轴→输入轴常啮合齿轮→发电机轴常啮合齿轮→发电机轴→发电机。

驱动电动机驱动车辆的动力传递路线为：驱动电动机→驱动电动机轴→驱动电动机轴常啮合齿轮→副轴常啮合齿轮→主减速器驱动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→前轮。

2.3 纯发动机驱动

2016款雅阁混动车当在高速公路巡航行驶（低负荷、高速）时，采用纯发动机驱动车辆，驱动电动机停转，发电机空转不发电。

纯发动机驱动车辆的动力传递路线为：发动机→飞轮及扭转减震器→输入轴→超越离合器（结合）→超越驱动齿轮→副轴常啮合齿轮→副轴→主减速器驱动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→前轮（驱动轮）。

2.4 滑行、制动时能量回馈

车辆行驶中当抬起加速踏板车辆滑行或者踩制动踏板车辆制动时，车轮倒拖驱动电动机转动，PCU通过驱动电动机控制器及逆变器等控制驱动电动机发电并向高压锂电池充电，从而实现滑行或制动时回收部分能量并起到减速制动的效果。

滑行、制动时动力传递路线为：前轮（驱动轮）→半轴→差速器→主减速器从动齿轮→主减速器驱动齿轮→副轴→驱动电动机常啮合齿轮→驱动电动机轴→驱动电动机。

2.5 空载充电

高压锂电池剩余电量（SOC）显示在仪表中，若车辆因长时间停驶或其他原因造成SOC值低于2格或更低（共8个格），车辆行驶前必须先执行空载充电。

按照下列步骤，进行空载充电：设置为准备起动，将换挡按钮设置到P挡位置；踩住加速踏板直到节气门全开；踩住加速踏板10 s以上，起动发动机；发动机着火后，开始为高压锂电池充电。

空载充电的动力传递路线为：发动机→飞轮及扭转减震器→输入轴→输入轴常啮合齿轮→发电机轴常啮合齿轮→发电机轴→发电机。

（续完）

2017-03-10）