2019新款捷豹路虎极光新技术介绍(二)

◆文/北京 王继东

(接上期)

3.系统禁用因素

有多种禁用因素会阻止自动停止/启动系统按预期工作：①外部温度低于-5℃或高于40℃；②发动机或其他车辆系统未达到最佳工作温度；③驾驶员座椅安全带未扣好；④发动机舱盖打开；⑤气候控制系统的需求需要发动机运转。例如，处于除霜模式时；⑥12V启动蓄电池电量过低；⑦自动停止/启动系统被停用；⑧倒车后，车速尚未超过16km/h；⑨使用换档拨杆选择档位(仅限自动变速器车辆)；⑩需要执行颗粒过滤器再生或再生正在进行中。

除了现有禁用因素之外，还有多种与MHEV系统相关的禁用因素会阻止自动停止/启动系统按预期工作：①车身动态稳定控制系统(DSC)关闭；②MHEV蓄电池电量过低；③直流-直流转换器无法支持12V输出；④SOTM期间制动压力不足；⑤检测到BISG传动带打滑；⑥在自动全地形反馈适应系统中选择了沙地/泥泞地面/岩石爬行/涉水模式。

Pathfinder应用程序可用于查看导致任何系统故障的禁用因素。

4.MHEV系统部件组成

MHEV系统部件组成如图10所示，包括如下部件：

①皮带驱动一体式启动机发电机(BISG)；②蓄电池箱和电缆(48V电缆为蓝色)；③12V直流-48V直流转换器(直流-直流)；④带一体式蓄电池电量控制模块(BECM)的MHEV蓄电池；⑤48V接线盒。

蓄电池箱部件如图11所示。MHEV48V电路如图12所示。蓄电池箱位于左侧的车辆地板下方，其中容纳了以下部件：①MHEV蓄电池和BECM；②48V接线盒；③直流-直流转换器；④冷却风扇。

图10 MHEV系统部件组成

图11 蓄电池箱部件

图12 MHEV48V电路

5.车辆监控控制器(VSC)-动力传动系统控制模块(PCM)

车辆监控控制器(VSC)集成在动力传动系统控制模块(PCM)中，可称作MHEV系统的管理器。VSC管理诸如能量再生、换档干预、MHEV系统初始化、仪表盘(IC)警告、12V支持和电源管理之类的策略。VSC将会指令单个控制模块(BISG、直流-直流转换器、BECM)进入正确的工作模式并给出相应的请求(例如，扭矩、电压、电流、速度)，以提供客户所需的车辆表现。

6.MHEV蓄电池和蓄电池电量控制模块(BECM)

MHEV蓄电池和蓄电池电量控制模块(BECM)如图13所示，MHEV蓄电池和BECM电路如图14所示。MHEV蓄电池是一个200W时的锂离子单元，位于蓄电池箱内，在车辆地板下方。MHEV蓄电池包括14个单独的单体电池，每个单体电池的电压均为3.6V，并且无法单独更换。MHEV蓄电池的预期工作电压范围是在36V至52V之间。MHEV蓄电池将会存储BISG在超速和制动期间生成的电能。

图13 MHEV蓄电池和蓄电池电量控制模块(BECM)

MHEV蓄电池的正极端子处带有内置的接触器，可以将单体电池与48V电路隔开，接触器由BECM进行控制。此外，通过一根300A的保险丝防止MHEV蓄电池发生短路。BECM集成在MHEV蓄电池内，接收来自BCM的“点火开关打开”信号和来自RJB中的继电器的电源。与BECM之间的通信通过电源模式0(PMZ)CAN来实现。该控制模块也向MHEV蓄电池冷却风扇提供PWM控制信号。在发动机拖转启动期间，MHEV蓄电池接触器将会关闭。

图14 MHEV蓄电池和BECM电路

如有必要，MHEV蓄电池会在夜间执行单体电池平衡例行程序，并在夜间学习周期中重新评估其荷电状态(SoC)准确性。在电源模式0下关闭车辆后，会每隔2～4小时执行一次此操作。如果长时间(大约30天，例如，由于SoC范围或SoC误差过大)未成功执行此操作，则会在行驶期间提出主动“TopofChargeReset”(重置电荷上限)的请求。在此情况下，将在使用期间为MHEV蓄电池充满电，以便它能重新学习准确的最大SoC。

7.MHEV蓄电池维护

在正常操作期间，该蓄电池的电压将在36～52V之间波动。不得将该电压用作蓄电池的健康状态(SoH)或荷电状态(SoC)的指标。如果蓄电池的SoC出现问题，则系统将会生成一个DTC。BECM将会不断地向VSC发送MHEV蓄电池的功率限制。如果MHEV蓄电池的容量有限(无法连续10秒支持大约500W的输出)，则系统将会进入电压控制模式。如果MHEV蓄电池的SoH低于允许的最低值，则系统将会存储一个故障代码。如果MHEV蓄电池的电量耗尽，则无法进行充电，必须进行更换。没有适用于MHEV蓄电池的任何形式的外接插电式充电方式，也无法使用车间蓄电池支持单元(BSU)对其进行充电。当车辆处于电源模式0(PM0)时，MHEV蓄电池会执行自带的单体电池平衡例行程序。

8.皮带驱动一体式启动机发电机(BISG)

皮带驱动一体式启动机发电机(BISG)如图15所示，它取代了传统的发电机，它由来自曲轴皮带轮的辅助皮带驱动。BISG直接从MHEV接线盒接收48V电源和接地电缆。BISG规格：①145N·m峰值输出扭矩；②11kW峰值电机功率；③15kW峰值回收功率。

BISG可以增减传动系统中的扭矩，因此车辆上使用了一个双向分离张紧器，以便确保在增减扭矩时能够向传动带施加足够的力。BISG分离张紧器如图16所示，在更换传动带时，需要使用专用工具JLR-303-1669(张紧器锁定工具)将张紧器固定在释放位置。

图15 皮带驱动一体式启动机发电机(BISG)

图16 BISG分离张紧器

BISG电路如图17所示，BISG能够识别并记录故障，然后通过PMZCAN将其发送至PCM。故障将以内部故障、电路故障的形式存储，并且可以识别皮带是打滑还是不存在(例如，断裂)。在这些情况下，PCM将不会激活BISG，自动停止/启动系统将被暂停。如果BISG正极与负极发生短路，则BISG受到电子限制，并且有能力在这种情况下进行自我保护。它将检测正极和负极导轨的短接情况，然后将会关闭。由于短路导致过电流，它将报告“NotCapable”(无能力)。断路监测功能将标记短路，并记录过电流事件的DTC。MHEV策略将确保车辆保持可行驶状态，将调用VCM以保持电气系统运行。短路位置将确定是否可进入VCM。

图17 BISG电路图

注意：传统的启动机电机用于发动机初始启动，BISG用于发生自动停止后重新启动发动机。如果发生12V系统故障，发动机将无法启动。在这种情况，BISG不能用于启动发动机。当BISG、BISG传动带或直流-直流转换器发生故障时，12V系统将不会充电，并最终失效。IC中的红色蓄电池警告灯将点亮，以向驾驶员发出此情况的警告。

9.直流-直流转换器

直流-直流转换器如图18所示，相关电路如图19所示。直流-直流转换器取代了传统发电机的功能，用于支持12V系统。打开点火开关(电源模式6)时，直流-直流转换器将会通电，12V或48V电源转换将不会发生(备用模式)。在启动(电源模式9)期间，直流-直流转换器会将来自启动蓄电池的12V电压“升压”为48V，以便闭合MHEV蓄电池中的接触器(升压模式)。这是为了平衡接触器端子之间的电压，以便其在闭合时不会产生电弧。如果接触器两侧的电压均为48V，则它们之间就没有电位差。在发动机运行(电源模式7)时，直流-直流转换器将转换来自BISG和/或MHEV蓄电池的48V电压(降压模式)以支持12V系统运行。当12V启动蓄电池的荷电状态(SoC)低时，直流-直流转换器将优先考虑12V充电，而非48V充电。当MHEV蓄电池的荷电状态(SoC)低时(＜35%)，直流-直流转换器仅转换来自BISG的48V电压(降压模式)以支持12V系统运行。注意：直流-直流转换器连接至电源模式0(PMZ)CAN网络。但是，如果12V蓄电池SoC在车辆点火开关关闭时下降，则48V系统将不会对12V蓄电池进行充电。直流-直流转换器规格如下:

①12V最大输出电流为210A；

②3kW12V持续电源；

③35-54V工作范围(48V系统)；

④7-16V工作范围(12V系统)。

直流-直流转换器有三种模式，见表3。有多种情况可能会导致MHEV系统进入称为电压控制模式(VCM)的一种状态。在该模式下，系统会打开MHEV蓄电池接触器，将MHEV蓄电池从电路中“移除”。在VCM期间，自动停止/启动系统将被禁用，BISG将会通过直流-直流转换器支持12V启动蓄电池。VCM进入条件如下：①当MHEV蓄电池的接触器未能闭合时；②当温度过高而会影响蓄电池容量时(10秒大约500W的输出)；③MHEV蓄电池温度过低(＜-15oC/5oF)；④MHEV蓄电池温度过高(＞65oC/149oF)；⑤MHEV蓄电池供电能力较低；⑥12V启动蓄电池荷电状态(SoC)较低；⑦发生任何MHEV蓄电池故障。

表3 直流一直流转换器的三种模式

10.冷却风扇

图18 直流-直流转换器

图19 直流-直流转换器电路

蓄电池箱内有两个冷却风扇，一个供MHEV蓄电池和BECM使用，另一个供直流-直流转换器使用。冷却风扇控制电路如图20所示，每个冷却风扇都有单独的电源、接地和PWM信号。这些风扇均为脉宽调制(PWM)控制，并接收来自其所冷却的模块的信号。直流-直流转换器冷却风扇接收来自直流-直流转换器的电源、接地和PWM信号。MHEV蓄电池和BECM冷却风扇接收来自后接线盒(RJB)的电源，并与直流-直流转换器共用接地，用于激活风扇的PWM信号由BECM进行发送。这些风扇具有12L/s的风量，通过一个通风口提供冷却，而该通风口通过一个过滤器从车辆座舱中吸气。

图20 冷却风扇控制电路

VSC通过PMZCAN将所需的风扇转速传送至直流-直流转换器和BECM。然后直流-直流转换器和BECM使用0～100%PWM信号控制冷却风扇。风扇转速将由温度、车速以及供暖、通风和空调(HVAC)系统速度来确定。当车辆仍然处于电源模式7时，两个风扇将会以约10%的占空比运行。如果检测到温度过高(约90℃)，直流-直流转换器风扇的占空比将会升高至最大值60%。蓄电池风扇激活转速将会随着发动机转速、HVAC鼓风机风扇转速和蓄电池温度的升高而升高。

11.48V接线盒

48V接线盒位于MHEV蓄电池箱内。48V接线盒还包含一个用于直流-直流转换器的100安可更换保险丝(MV01)。48V接线盒电路如图21所示，在MHEV电路内的以下部件之间分配电力：MHEV蓄电池、BISG和直流-直流转换器。

图21 48V接线盒电路

12.48V系统断开程序

因为电压低于60V直流电，所以MHEV48V系统未被归类为高压系统。在对48V系统执行任何作业时，请确保遵循了最新的TOPIx车间维修程序。在对48V系统执行作业时，重要的是要确保电缆和导体上不存在任何电压以免对负极短路。此时，必须关闭车辆点火开关和断开12V启动蓄电池。

13.MHEV保养和维护

必须每6年/102 000km更换一次蓄电池箱通风口的泡沫过滤器。通过左前座椅下方可以接近该泡沫过滤器。蓄电池箱盖由自攻螺钉进行固定。如果要拆下箱盖，则必须手动拧动螺钉，以免孔的螺纹脱扣。如果螺纹脱扣，则必须进行维修。此时必须钻孔并加大孔径，然后使用螺母/螺栓紧固件代替螺钉。更换箱盖后，必须对蓄电池箱进行泄漏测试。

建议每6年/102 000km更换一次BISG传动带。在更换传动带时，需要使用专用工具JLR-303-1669(张紧器锁定工具)。还必须更换冷却液泵传动带，因为需要割断它才能将其拆下。需要使用JLR-303-1640以安装冷却液泵传动带(前端附加传动(FEAD)带安装器)。请遵循TOPIx程序更换传动带。

对于实施缩短保养间隔的市场，必须每6年/78 000km检查一次蓄电池箱通风口过滤器。每8年/104 000km更换一次BISG传动带。

(未完待续)