2018款路虎揽胜运动插电式混合动力（PHEV）新技术（四）

青海/李生登

9.加热和冷却策略

（1）高压蓄电池加热

当车辆行驶或高压蓄电池充电时，VSC 监测高压蓄电池的内部温度。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。只有在车辆插入电源进行充电时，高压蓄电池才会得到加热。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。高压蓄电池加热回路示意图如图43所示，BECM 会激活高压蓄电池泵、高压蓄电池加热器和隔离阀，从而将冷却液转移到加热器。这将会加热冷却液并使其循环流过高压蓄电池，从而升高高压蓄电池的内部温度。当电池温度高于20℃或冷却液温度高于22℃时，蓄电池加热将会停止。

┃ 图43 高压蓄电池加热回路

┃ 图44 被动冷却回路示意图

（2）高压蓄电池冷却

如果高压蓄电池的内部温度高于规定温度，则VSC 将会激活高压蓄电池泵并执行以下操作之一：

①激活高压蓄电池隔离阀，以便允许冷却液循环流过高压蓄电池散热器。

②向自动温控模块（ATCM）发送一条信息，以便激活连接至空调（A/C）系统的高压蓄电池冷却器。然后，ATCM 将会激活以下部件：

◆电动空调（A/C）压缩机

◆空调（A/C）前隔离阀。旨在让制冷剂流至车辆后部

◆与空调（A/C）系统相连的高压蓄电池冷却器上的切断电磁阀

通过高压蓄电池散热器实现的冷却称为被动冷却，被动冷却回路示意图如图44所示。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。

通过高压蓄电池冷却器实现的冷却称为主动冷却，主动冷却回路示意图如图44所示。在三种场景下，高压蓄电池冷却器会用于降低蓄电池温度：

当最高温度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℃。

（3）仅限泵模式

如果电池温度介于20～32℃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）温度过高/过低

如果高压蓄电池温度变得过高，则蓄电池的输出将会下降。如果蓄电池温度在降低系统输出后并未下降，则BECM 将会打开高压蓄电池接触器，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。在断定需要更换BECM 之前，必须正确解读故障码，并且必须检查冷却和加热系统。

┃ 图45 主动冷却回路示意图

（5）高压蓄电池温度控制框图

如图46所示，BECM 直接控制混合动力蓄电池冷却液泵、隔离阀和加热器。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HS CAN 电源模式系统总线发送至自动温控模块（ATCM）。

┃ 图46 高压蓄电池温度控制框图

10. 电动空调压缩机

与普通车辆不同的是，PHEV车型制冷剂回路只是增加了电动空调（A/C）压缩机和电动车（EV）蓄电池冷却回路。通过使用电动空调（A/C）压缩机，该系统仍然能够在发动机不运行状态的情况下泵送制冷剂流过回路，并保持座舱温度以便为乘客提供舒适度，它还允许在发动机不运行状态的情况下对电动车（EV）蓄电池进行温度调节。

┃ 图47 电动A/C 压缩机

电动A/C压缩机采用一个280V电机来驱动压缩机，在大约16A的电流下工作，因此其功率相当于4480W。压缩机最大耗电量为5kW。制冷剂回路压力与压缩机的转速呈线性关系。集成逆变器将HV直流电输入转换成频率正确的HV三相交流电输出，以便以所需的转速驱动电机（范围为800～8500r/min）。印刷电路板装有电容器，以EPIC内的电容器相同的方式过滤电噪声和电压脉动。逆变器电路也包含一个电阻器组，当电源断开后，电动A/C 压缩机利用该电阻器组让电容器进行被动放电。在正常或紧急断电（例如HVIL断开）的情况下，电阻器组将在1.5s内让存储在电容器内的电压降低到50V以下。电动A/C 压缩机或HV电缆的短路保护由HVJB 内含的一个不可维修的保险丝提供。

电动压缩机为涡旋式，如图48所示，压缩机由两个交错涡旋盘组成，一个固定，一个由电机驱动并在固定涡旋盘内摆动。涡旋盘几乎多次相互碰触，在涡旋盘内形成多个不断增加和减少的容室。制冷剂通过这些不断变化的容室，到达涡旋盘的中心。然后，被压缩的制冷剂排到制冷剂管路的高压侧。压缩机用SPA2 制冷剂油润滑，这在机械压缩机或电动压缩机中是相同的。

┃ 图48 涡旋式压缩机工作原理

由于功率需求高，压缩机、内部逆变器和电机都将产生热量，温度可达到120℃。在压缩机的操作中，维持单元的温度很重要，这可用制冷剂蒸汽来实现。制冷剂蒸汽通过吸入（低压）连接进入压缩机；然后制冷剂流经逆变器、AC 电机定子和转子，最终进入涡旋盘进行压缩。

五、其他相关部件

1.低压12V系统

低压12V系统拓扑图如图49所示，12V电力分配永久性12V蓄电池电源（VBatt）按照如下方式在车辆中进行分配：

◆启动蓄电池和辅助蓄电池通过配电盒（PSDB）向蓄电池接线盒（BJB）供电

◆BJB 为辅助接线盒（AJB）、乘客保险丝盒（PJB）、发动机接线盒（EJB）、后接线盒（RJB）供电

直流/直流（DC/DC）转换器取代了交流发电机，用于为两个12V蓄电池充电。处于电动车（EV）模式时，辅助蓄电池为制动助力器模块（BBM）提供直流备用电源。如果发生电力分配电源故障，则该特性将确保BBM 仍然能够工作。

（1）正常操作

如图49所示，在正常操作（点火开关打开或发动机运行）时，PSDB中的两个开关均关闭。直流/直流转换器为这两个蓄电池充电并为所有负载供电。

（2）电动车（EV）模式

如图49所示，处于电动车（EV）模式时，PSDB 开关1 将会打开。直流/直流转换器为辅助蓄电池和所有电气负载供电。启动蓄电池和启动机系统负载与之隔离。这可确保在发动机启动时，供应至电气负载的12V电源不会受到影响。如果启动蓄电池电压低于8V，开关1也将打开。

（3）电源模式0。在车辆开始进入电源模式0（车辆锁定）时，所有电力均由启动蓄电池和辅助蓄电池提供。直流/直流转换器不会为任何12V电气负载供电。

┃ 图49 低压12V系统拓扑图

┃ 图50 皮带驱动一体式启动机发电机（BISG）

（4）网络休眠时

当网络进入休眠模式时，PSDB开关2 将默认处于打开状态。在这种状态下，只有启动蓄电池为电气负载供电。

2.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）是一个辅助皮带驱动式启动机电机，能够在必要时持续平稳地启动汽油发动机，如图50所示。这样可以实现电动车（EV）和发动机（ICE）驱动之间的无缝切换。推出BISG的目的在于提供几乎无声的发动机拖转启动，它是PHEV 所独有。BISG仅能用作启动机电机，发电机功能无法利用。直流/直流转换器将来自高压蓄电池的电能以12V供电的形式提供给车辆系统。但是当发动机运行时，BISG的输出电压为10.7V。这并非为了维持12V系统的工作，而是BISG 的平稳操作所需的。

BISG 用于在外部环境温度高于-5℃时执行所有发动机启动。传统启动机电机用于在环境温度为-5℃或更低时执行发动机启动。BISG 由来自PCM 的LIN信号控制。启动请求通过一条LIN信息发送。也有一条通向PCM 的“禁用”线路，用于防止BISG 在未受激活的情况下启动。安装此禁用线路是出于安全考虑。BISG能够识别并记录故障，然后通过LIN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否存在（例如，断裂）。在这些情况下，PCM 将不会激活BISG。传统启动机电机将用于启动发动机。更换用BISG 并未提供盘法兰。因此，必须保留旧单元上的部件或单独订购。

（待续）