2017款本田思铂睿混合动力车电力电子系统介绍(中)

◆文/陕西 李伟

（接上期）

五、智能动力单元IPU部件说明

智能动力单元(IPU)包含锂离子高电压电池组、DC-DC转换器、电池状态监视器、线路板和电池电流传感器。

IPU结构组成及连线情况如图22所示。

图22 IPU结构组成

1.蓄电池系统

高压蓄电池组使用Li-离子(锂离子)蓄电池。锂离子蓄电池重量轻，体积小，寿命长。

蓄电池组由4个模块(每个模块18个单元，共72个单元)串联连接如图23所示。高压蓄电池配有热敏电阻类型温度传感器和内置的单元电压传感器，用于监测电池状态并控制它们的SOC。

图23 高压蓄电池组

(1)蓄电池控制单元

高压蓄电池通过PCU内的逆变器由发电机电机或牵引电机产生的电能充电。高压蓄电池配备有多个温度传感器，这些传感器将信息发送给蓄电池状态监视器单元如图24所示。

图24 高压蓄电池控制单元

图25 蓄电池输出控制

(2)蓄电池输出控制

取决于蓄电池的温度和状态情况，蓄电池放出或充入的电量将不同。如果蓄电池充入或放出的电量高于安全范围，则蓄电池寿命将缩短或处于恶劣的情况，蓄电池可能会严重损坏(热失控、液体泄漏等)。为了避免损坏且使蓄电池的寿命最大化，蓄电池充电和放电由蓄电池状态监测单元控制。

电池状态监视单元使用来自蓄电池温度传感器、蓄电池电流传感器和蓄电池状态监视单挑计算的充电状态(SOC)来控制蓄电池进出的功率。蓄电池状态监测单元使用以上信息，以及决定蓄电池最优电量的指令信，输出控制如图25所示。

(3)SOC管理控制

为防止蓄电池老化，由蓄电池状态监视器单元控制SOC。如果SOC达到不可接受的水平，蓄电池状态监视器单元将根据需要限制电量输出，如图26所示。

图26 SOC管理控制

(4)温度管理控制

为了避免在极热或极寒天气对蓄电池造成损坏，蓄电池状态监测单元可能限制蓄电池电量。蓄电池状态监测单元同样控制高压蓄电池单元风扇的操作如图27所示。

图27 温度管理控制图

(5)连续输出管理控制

蓄电池供电能力因电量和供电时间而异。可短时提供高电量，而提供低电量则可持续较长时间。蓄电池状态监视器单元将供电量控制在低于蓄电池性能最大极限的安全范围内，以防蓄电池老化或过热，如图28所示。

图28 连续输出管理控制图

(6)连接板/副连接板

连接板(接线板)和辅助连接板可隔离高压蓄电池，并分配电源至其它高压系统。连接板和辅助连接板安装在蓄电池组上如图29所示。

图29 连接板/副连接板

主保险丝、连接器和蓄电池电流传感器位于连接板。

(7)接触器

高压接触器和旁路接触器排布在蓄电池组正极侧，而高压子接触器排布在负极侧。这些接触器由蓄电池状态监视器单元控制并执行高压电路的连接和断开。在接触器连接正极侧时，旁路接触器切换为ON，然后高压接触器被打开，通过预充电电阻连接高压电路可限制冲击电流，直至电容器充好电，以保护系统。

数个大电容器位于PCU和DC-DC转换器中。系统启动时，这些电容器放电，如果蓄电池通过高压接触器连接，极大的具有损坏性的电流将会流过，被称为浪涌电流。此电流会损坏各种部件，还会造成高压接触器上产生电弧。为防止大浪涌电流，启动时旁路接触器先关闭。这样，通过限制电流和允许电容器充电的电阻器将高压蓄电池连接到各种电容器。电容器在极短时间内充电，然后高压接触器关闭，旁路接触器打开。

(8)蓄电池电流传感器

蓄电池电流传感器检测高压蓄电池的输入和输出电流。传感器检测到的输入/输出电流被发送到蓄电池状态监视器单元；它用于计算充电状态SOC的剩余容量如图30所示。

图30 检测高压蓄电池的输入和输出电流

(9)维修用插头

维修用插头安装在高压蓄电池的高压电路和接触器控制电路中如图31所示。当混合动力系统或周围部件需要检查或维修时，拆除此插头，可中断高压电路和接触器控制电路。这样能确保安全地完成检查和维护工作。

图31 维修用插头

(10)高压电路在冲突检测时的切断控制

当SRS单元检测到碰撞信号(正面碰撞、侧碰撞、后部碰撞)时，蓄电池状态监视器单元根据来自SRS单元的信号存储DTC，高压电路通过将接触器切换为OFF，进行切断。此时，电源系统指示灯、充电指示灯、SRS指示灯点亮，而READY指示灯熄灭。通过使用HDS取消碰撞切断控制，以清除蓄电池状态监视器单元中的DTC。