2021款路虎发现运动插电式混合动力系统技术亮点(三)

2021-09-13北京杨宝利

汽车维修与保养 2021年6期

◆文/北京杨宝利

(接上期)

2.电动冷却液泵

电动冷却液泵驱动发动机冷却液流过HV部件周围，以便对其进行冷却。电动冷却液泵如图20所示，控制框图如图21所示。eRAD和eRAD逆变器中的传感器监测单元中的温度。来自eRAD逆变器的温度传感器输出经由HS CAN电源模式0系统总线传输至PCM。BISG和BISG逆变器的内部温度数据也被发送至PCM。PCM使用温度数据和其他车辆数据来确定所需的冷却液流量。PCM将PWM信号发送至eRAD冷却液泵。该信号确保为系统部件提供充足的冷却液流量。

图20 电动冷却液泵

图21 电动冷却液泵的控制框图

3.HV电池温度管理概述

车辆监控控制器(VSC)用于控制HV蓄电池的内部温度。在HV蓄电池安装有多个温度传感器，BECM利用温度传感器，将HV蓄电池的内部温度控制在规定的温度范围内。HV电池温度管理相关部件如图22所示。

图22 HV电池温度管理相关部件

HV蓄电池温度控制系统使用冷却液对HV蓄电池内部进行加热和冷却。这些冷却液在一个HV蓄电池泵的驱动下循环流过系统，该泵由BECM控制。BECM利用脉宽调制(PWM)信号控制HV蓄电池泵的转速。VSC确定PWM信号并将其发送至BECM。HV蓄电池温度控制系统所需的热量由HV蓄电池加热器提供。当HV蓄电池内部温度低于设定的温度时，HV蓄电池加热器用于提高HV蓄电池的内部温度。HV蓄电池冷却由两个来源提供。BECM根据HV蓄电池内部温度来使用相应的冷却来源。这两个来源分别是：HV蓄电池散热器和HV蓄电池冷却器。

4.HV蓄电池泵

HV蓄电池泵位于发动机前部，散热器左侧。HV蓄电池泵的操作由BECM控制。HV蓄电池泵驱动冷却液循环流过HV蓄电池温度控制系统。冷却液的循环速度由来自BECM的脉宽调制信号控制，并可以根据蓄电池温度进行调整。HV蓄电池泵有一个三针接头。这个3针电气接头提供以下电气连接：①来自后接线盒(RJB)的12V电源；②来自BECM的脉宽调制(PWM)信号；③接地连接。

5.HV蓄电池冷却器

HV蓄电池冷却器如图23所示，它位于HV冷却液泵旁边。HV蓄电池冷却器利用来自A/C的制冷剂冷却HV蓄电池温度控制系统中的冷却液。然后，这些冷却液会循环流过HV蓄电池温度控制系统，以便降低HV蓄电池的内部温度。用于控制流过冷却器的制冷剂流量的电磁阀由空调控制模块(HVAC)进行控制。VSC将会向HVAC发送一个请求。然后HVAC控制模块激活以下部件：①电动A/C压缩机；②A/C前隔离阀；③HV蓄电池冷却器切断电磁阀。

图23 HV蓄电池冷却器

然后，来自A/C控制模块系统的制冷剂将会流过HV蓄电池冷却器，以便冷却HV蓄电池温度控制系统的冷却液。HV蓄电池冷却器具有控制流经冷却器的流量制冷剂的TXV。当HV蓄电池冷却器切断电磁阀打开（OPEN）时，TXV将会自动控制流过HV蓄电池冷却器的制冷剂流量。HV蓄电池冷却器的切断电磁阀上有一个2针电气接头。该2针接头具有连接：来自HVAC的12V信号和接地连接的功能。

6.HV蓄电池加热器

HV蓄电池加热器如图24所示，位于乘客舱地板下方，靠近HV BISG逆变器。HV蓄电池加热器只向冷却液提供一定程度的热量输入。流过HV蓄电池加热器的冷却液流量由BECM通过HV蓄电池泵进行控制。HV蓄电池加热器有一个2针接头。这个2针电气接头提供以下连接：一是来自后接线盒(RJB)继电器的12V电源，由BECM控制；二是接地连接。

图24 HV蓄电池加热器

7.空调前隔离阀

空调前隔离阀如图25所示，它用于关闭至蒸发器的制冷剂供应。HV蓄电池冷却回路与A/C系统共用制冷剂回路。在某些情况下，HV蓄电池需要来自制冷剂回路的冷却，但是客户可能已经关闭了A/C。通过激活空调前隔离阀，进入车辆内部的空气将不会进行冷却。

图25 空调前隔离阀

8.HV蓄电池隔离阀

HV蓄电池隔离阀如图26所示，它由VSC进行控制，并由BECM供电。当未激活HV蓄电池隔离阀电磁阀时，冷却液流过HV蓄电池冷却器和HV蓄电池加热器。当激活HV蓄电池隔离阀电磁阀时，冷却液流过HV蓄电池散热器。HV蓄电池隔离阀有一个2针电气接头：

图26 HV蓄电池隔离阀

①来自BECM的12V信号；②接地连接。

9.HV蓄电池散热器

如图27所示，HV蓄电池散热器位于车辆前部的冷却装置中。冷却装置利用车速和电动冷却风扇推动空气流过冷却装置，从而对HV蓄电池温度控制系统中的冷却液进行冷却。通过冷却散热器的冷却液流量由VSC利用以下信号进行控制：

图27 HV蓄电池散热器

①从BECM发送至HV蓄电池泵的PWM信号；

②激活换向阀，以便引导冷却液流过HV蓄电池散热器。

10.HV蓄电池膨胀箱

如图28所示，HV蓄电池膨胀箱位于发动机舱左侧，主散热器旁边。HV蓄电池膨胀箱充当HV蓄电池温度控制系统的冷却液储液罐，同时也可让冷却液进行排气。HV蓄电池膨胀箱带有一个压力盖，压力盖用于在HV蓄电池温度控制系统中的压力超出设定水平时释放压力。

图28 HV蓄电池膨胀箱

五、蓄电池加热和冷却策略

当驾驶车辆或对HV蓄电池充电时，VSC监测HV蓄电池的内部温度。保持该温度是为了确保蓄电池实现最佳的输出并保持尽量长的使用寿命。

1.主动加热

主动加热示意图如图29所示。只有在将车辆插入电源进行充电时，HV蓄电池才会加热。当电池温度低于20℃且冷却液温度低于22℃时，蓄电池加热将被激活。BECM将激活HV蓄电池泵，HV蓄电池加热器和隔离阀将冷却液分流至加热器。这将会加热冷却液并使其循环流过HV蓄电池，从而升高HV蓄电池的内部温度。

图29 主动加热示意图

2.蓄电池冷却

如果HV蓄电池的内部温度高于规定的温度，则VSC将会激活HV蓄电池泵并执行以下操作之一：

(1)激活HV蓄电池隔离阀，以便允许冷却液循环流过HV蓄电池散热器。

(2)向HVAC控制模块发送信息，以激活与A/C系统相连的HV蓄电池冷却器。然后，HV AC将会激活以下部件：①电动A/C压缩机；②A/C前隔离阀，旨在让制冷剂流至车辆后部；③与A/C系统相连的HV蓄电池冷却器上的切断电磁阀。

通过HV蓄电池散热器实现的冷却称为被动冷却。当最高温度电池的温度高于32℃且环境温度低于45℃时，系统将会选择被动冷却。如果电池温度和进口冷却液温度未下降，则系统将会增大冷却液泵占空比。在将冷却液泵设置为最大占空比时，系统也会激活主电动冷却风扇。蓄电池被动冷却示意图如图30所示。

图30 蓄电池被动冷却示意图

通过HV蓄电池冷却器实现的冷却称为主动冷却。蓄电池主动冷却示意图如图31所示。在三种场景下，HV蓄电池冷却器将用于降低蓄电池温度：当温度最高的单元电池的温度在冷却液泵和主电动冷却风扇达到最高占空比后并未降低时；或者环境温度高于45℃；或者：环境温度和最高温度电池的温度之间的差值小于10℃。

图31 蓄电池主动冷却示意图

3.仅限泵模式

如果电池温度介于20℃和32℃之间，冷却液泵将激活30%，使冷却液转移至主动冷却回路。冷却器或加热器将不会激活。

4.蓄电池温度过高或过低

如果HV蓄电池温度变得过高，则蓄电池的输出将会下降。如果在降低系统输出后蓄电池温度并未下降，则BECM将会打开HV接触器，EV系统将会处于不可用状态。如果蓄电池温度过低，则它将无法提供最高输出，因此车辆性能将会受到影响。如果蓄电池温度过低，则将无法对其进行充电。在诊断报告温度控制问题的故障时，请必须小心。在更换BECM之前，必须先正确解读故障代码，并且必须检查冷却和加热系统。

5.蓄电池温度控制框图

蓄电池温度控制框图如图32所示。蓄电池电量控制模块（BECM）直接控制混合动力蓄电池冷却液泵、隔离阀和加热器。有关激活混合动力蓄电池冷却器、空调压缩机和空调前隔离阀的请求将会通过HSCAN电源模式0系统总线被发送至自动温控模块(ATCM)。

图32 蓄电池温度控制框图

六、动力与底盘系统的变化

1.发动机

2021款路虎新极光/发现运动PTA平台PHEV车型采用IngeniumI31.5L汽油发动机和新的八速爱信变速器。I31.5L发动机如图33所示，它是一款全铝、1.5L的直列三缸发动机，并搭配一个单涡道涡轮增压器。该发动机还采用双顶置凸轮轴、12阀门和燃油直喷技术，可产生146.9kW（200PS,1PS=735.499W）的输出。这是Ingenium系列的第四款发动机，与IngeniumI42.0L汽油发动机拥有类似的结构和总体构造。发动机主要技术规格见下表，主要特性如下：