阿 偉

四、48V車載電氣系統(tǒng)能量維持再充電功能

1.配置256發(fā)動機，車型222的車載電氣系統(tǒng)框圖，如圖16所示。

2.配置264發(fā)動機，車型238的車載電氣系統(tǒng)框圖，如圖17所示。

3.減少用電設備

如果集成式啟動機發(fā)電機（ISA）或皮帶驅(qū)動啟動機發(fā)電機（BSA）不再能提供所需電量輸出， 則通過減少用電設備來降低48V車載電氣系統(tǒng)中的車載電氣系統(tǒng)載荷。這可防止48V車載電網(wǎng)蓄電池的負電荷平衡過大或48V車載電網(wǎng)蓄電池過載。繼而可以保持發(fā)動機的啟動性能。當能夠再次提供穩(wěn)定車載電氣系統(tǒng)電壓所需的電量輸出時，用電設備重新啟用。

4.給車載電網(wǎng)蓄電池（12V）再充電

駕駛時必須保持48V車載電網(wǎng)蓄電池有足夠的電量以在怠速時給車載電網(wǎng)蓄電池（12V）再充電，從而減小了車載電網(wǎng)蓄電池（12V）的尺寸并減輕重量。如果兩個車載電網(wǎng)蓄電池都已充滿電， 則兩個車載電網(wǎng)蓄電池之間不會起任何反應，如圖18所示。

如果12V車載電氣管理系統(tǒng)檢測到車載電網(wǎng)蓄電池（12V）充電量低，隨之會將再充電的請求發(fā)送至48V車載電氣管理系統(tǒng)。然后， 48V車載電氣管理系統(tǒng)檢查并確認48V車載電網(wǎng)蓄電池中的電量是否足夠?qū)囕d電網(wǎng)蓄電池（12V）進行再充電。在這種情況下， 直流/直流轉(zhuǎn)換器開啟并對車載電網(wǎng)蓄電池（12V）進行充電。為此， 直流/直流轉(zhuǎn)換器和48V車載電網(wǎng)蓄電池無須啟用48V車載電氣系統(tǒng)。通過直流通路在48V車載電網(wǎng)蓄電池和直流/直流轉(zhuǎn)換器之間進行能量交換。車輛未行駛時供電， 給12V車載電網(wǎng)蓄電池再充電，如圖19所示。

車載電網(wǎng)蓄電池（12V）再次充滿電后， 會停止充電。如果48V車載電網(wǎng)蓄電池電量不足， 無法再給車載電網(wǎng)蓄電池(12V)再充電， 則會停止充電。在這種情況下， 12V車載電氣系統(tǒng)的安全預防措施生效，例如會進行深度放電保護。通常情況下， 在閑置一個月時需要進行此操作；目前對駕駛員沒有明顯的限制。斷開車載電網(wǎng)蓄電池（12V）接地線10s后，12V再充電功能停止。如果隨后未連接外部電源（如充電器），則12V車載電氣系統(tǒng)關閉。

圖16 配置256發(fā)動機的車型222電氣系統(tǒng)框圖

圖17 配置264發(fā)動機的車型238電氣系統(tǒng)框圖

圖18 車載電網(wǎng)蓄電池滿電

圖19 車載電網(wǎng)蓄電池再充電

5.外部充電

如果48V車載電網(wǎng)蓄電池未能提供啟動發(fā)動機所需的足夠電量， 則必須對48V車載電網(wǎng)蓄電池充電。顯示消息如圖20所示。

圖20 顯示消息（無法啟動發(fā)動機）

與傳統(tǒng)車輛一樣， 必須連接一個強電流1 2 V 充電器（充電電流＞10A） 或?qū)⒁惠v發(fā)動機運轉(zhuǎn)的車輛連接到12V跨接啟動連接點上。12V車載電氣管理系統(tǒng)識別外部充電并告知48V車載電氣管理系統(tǒng)啟用48V/12V直流/直流轉(zhuǎn)換器并通過來自 12V車載電氣系統(tǒng)的能量給48V車載電網(wǎng)蓄電池充電。外部充電的必要條件，如圖21所示。

圖21 外部充電

幾分鐘后， 48V車載電網(wǎng)蓄電池電量足夠并可再次啟動發(fā)動機。為了加快充電過程， 不要打開任何用電設備， 例如主機。顯示消息，如圖22所示。

圖22 顯示信息（可啟動發(fā)動機）

不可使用48V充電器對48V車載電網(wǎng)蓄電池進行直接充電， 否則可能損壞48V車載電網(wǎng)蓄電池。

6.48V車載電氣系統(tǒng)故障診斷

此外， 48V車載電氣系統(tǒng)故障診斷從最近的100個駕駛和發(fā)動機關閉周期中將與車載電氣系統(tǒng)相關的數(shù)據(jù)保存到控制單元的故障碼存儲器中， 以輔助48V車載電氣系統(tǒng)。從而可在出現(xiàn)故障時進行相應的故障分析。12V車載電氣系統(tǒng)故障診斷可以用相同的方法讀取數(shù)據(jù)。

五、集成式啟動機發(fā)電機，簡述及部件布置

1.設計和部件

48V車載電氣系統(tǒng)由各種不同的48V部件和48V線路構(gòu)成。48V車載電氣系統(tǒng)最重要的部件是集成式啟動機發(fā)電機和48V車載電網(wǎng)蓄電池。48V車載電氣系統(tǒng)在駕駛時或必要時，在發(fā)動機停機的情況下通過直流/直流轉(zhuǎn)換器向12V車載電氣系統(tǒng)供電，如圖23所示。

圖23 部件位置

2.48V車載電氣系統(tǒng)的布局

電源裝置和12V蓄電池位于后端。集成式啟動機發(fā)電機和48V用電設備——電動制冷劑壓縮機、電動輔助壓縮機、電動冷卻液泵和風擋玻璃加熱器均位于前部 (沿行駛方向)。用電設備和ISA的線路通過預熔保險絲盒組合在一起， 然后通過車輛駕駛員側(cè)的一條線路連接至48V電源裝置。

3.集成式啟動機發(fā)電機（ISA）

在P1布局中， 集成式啟動機發(fā)電機通過螺栓剛性連接至曲軸， 并安裝在發(fā)動機和9速自動變速器（9GTRONIC）之間。電力電子裝置位于錐形齒輪啟動機（不再安裝使用）的安裝位置。集成式啟動機發(fā)動機與車載電氣系統(tǒng)的48V零件相結(jié)合， 產(chǎn)生最大16kW的輸出功率，220N·m的扭矩。產(chǎn)生的能量供至單獨的48V車載電網(wǎng)蓄電池。

4.ISA說明

集成式啟動機發(fā)電機剛性連接至發(fā)動機的曲軸。如果發(fā)動機的參數(shù)發(fā)生變化， ISA 可將扭矩傳遞至曲軸或吸收來自曲軸的扭矩， 從而使曲軸扭矩輸出的變化率仍然保持在規(guī)定限值范圍內(nèi)。ISA 還可進一步對曲軸進行扭矩干預， 例如， 沒有ISA而通過改變點火角進行的所有扭矩干預。此外， 不僅可以進行負扭矩干預，在設置點火角的情況下還可進行正扭矩干預。這明顯增加了執(zhí)行轉(zhuǎn)換策略的可能性。特別是， 可以基于中間扭矩在發(fā)動機的不同操作模式之間切換。切換時不會產(chǎn)生扭矩抖動 (因發(fā)動機內(nèi)的扭矩突變導致)。 因不平衡和曲軸上的剪切力而產(chǎn)生的扭矩明顯減小。由于負載， 操作點和轉(zhuǎn)速變化而導致的發(fā)動機震動也會減小或避免。從而明顯改善駕駛舒適性。其他優(yōu)點是， 無須延遲發(fā)動機的點火角，發(fā)動機可以始終在最佳燃油經(jīng)濟水平條件下運轉(zhuǎn)。這可改善燃油消耗量。由于其作為電機的特性， 集成式啟動機發(fā)電機特別適合傳遞和吸收扭矩， 因為該類型電機可利用非常簡單的促動流程快速而精確地產(chǎn)生和吸收扭矩。此外， 在快速連續(xù)過程中產(chǎn)生的扭矩突變可以平衡掉或至少可以減小。