威海職業(yè)學(xué)院 劉 華

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)i-MMD系統(tǒng)詳解（二）

威海職業(yè)學(xué)院 劉 華

1.4 動(dòng)力控制單元（PCU）

動(dòng)力控制單元（PCU，圖11）是混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制核心，位于發(fā)動(dòng)機(jī)室的電動(dòng)無(wú)級(jí)變速器（E-CVT）的上方，其箱體的外殼為鋁合金材料。電動(dòng)機(jī)控制單元、逆變器及相位電流傳感器內(nèi)置于PCU中（圖12）。

圖12 PCU電路連接

PCU通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制單元、逆變器、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器、相位電流傳感器等實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的矢量控制。電動(dòng)機(jī)控制單元具有DC／AC（直流／交流）相互轉(zhuǎn)換、變頻等功能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)機(jī)發(fā)電等功能的控制，電動(dòng)機(jī)控制單元還具有保護(hù)功能，如過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載保護(hù)等。另外，電動(dòng)機(jī)控制單元與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（PCM）通信以協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的操作。電動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)置一個(gè)可重寫(xiě)的ROM，可使用升級(jí)工具進(jìn)行程序更新。逆變器具有變壓功能，它將高壓鋰電池的電壓（259.2 V）升壓至700 V左右，為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電能；它還可以降低來(lái)自發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出電壓，使該電壓與高壓鋰電池的電壓匹配。

高壓電源電纜將PCU連接到位于E-CVT內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)上。采用的是可以輸入及輸出高壓電并進(jìn)行電機(jī)控制的三相電纜。高壓電源電纜以插接器安裝到PCU上，電動(dòng)機(jī)側(cè)采用螺栓固定到電動(dòng)機(jī)定子的三相端子上。高壓電源電纜封裝在橙色波紋管中，便于與其他線(xiàn)束進(jìn)行區(qū)分，以起到安全警示作用。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)PCU的溫度控制，設(shè)置了一個(gè)專(zhuān)用的冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一個(gè)專(zhuān)用的電動(dòng)冷卻液泵、散熱器、儲(chǔ)液罐、冷卻軟管和PCU水套等組成（圖13）。冷卻液從PCU內(nèi)部水套吸收熱量，流經(jīng)散熱器內(nèi)部并將熱量散發(fā)到空氣中。電動(dòng)冷卻液泵內(nèi)置電動(dòng)機(jī)及控制單元，電動(dòng)機(jī)為12 V直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)。

圖13 PCU的冷卻系統(tǒng)

1.5 線(xiàn)控?fù)Q擋

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)配備了電動(dòng)線(xiàn)控?fù)Q擋系統(tǒng)（圖14），換擋按鈕總成如圖15所示。換擋操作是通過(guò)按、扳按鈕執(zhí)行的（取消了傳統(tǒng)車(chē)型的換擋桿）。P擋（駐車(chē)擋）、N擋（空擋）和D擋（前進(jìn)擋）按鈕采用按動(dòng)操作，而R擋（倒擋）按鈕則采用扳動(dòng)操作。如果拉動(dòng)“R”按鈕，蜂鳴器將僅鳴響一次。另外，換擋按鈕總成上還有運(yùn)動(dòng)模式、電子駐車(chē)制動(dòng)及制動(dòng)保持等按鈕。

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)新增了SPORT（運(yùn)動(dòng)模式）開(kāi)關(guān)。按下SPORT按鈕，與正常運(yùn)行模式相比，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(mén)響應(yīng)特性，提升加速性能以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)駕駛。此模式駕駛會(huì)降低燃油經(jīng)濟(jì)性，適合在山坡或山路的彎道上使用。即使上次駕駛車(chē)輛時(shí)已將SPORT模式開(kāi)關(guān)打開(kāi)，再次啟動(dòng)電源系統(tǒng)時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉此功能。

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)的PCM具有“車(chē)門(mén)打開(kāi)自動(dòng)P控制”程序。即車(chē)輛停止而未選擇駐車(chē)擋時(shí)，如果駕駛?cè)俗伟踩珟纯酆们荫{駛?cè)藗?cè)車(chē)門(mén)打開(kāi)，車(chē)輛將自動(dòng)換至駐車(chē)擋以防車(chē)輪滾動(dòng)?；诳煽啃钥紤]，駕駛?cè)饲形鹨蕾?lài)此功能，且務(wù)必手動(dòng)使車(chē)輛駐車(chē)。

圖14 線(xiàn)控?fù)Q擋系統(tǒng)

圖15 換擋按鈕總成

1.6 儀表

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)的儀表與傳統(tǒng)車(chē)型有所不同。該車(chē)儀表總成新增了POWER（電動(dòng)機(jī)電源）表、CHARGE（鋰電池充電）表、鋰電池剩余電量（SOC）表、READY指示燈、SPORT（運(yùn)動(dòng)模式）指示燈、EV指示燈、EV模式指示燈等（圖16）。該車(chē)純電行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)并非連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，故取消了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表。

圖16 儀表

1.7 網(wǎng)絡(luò)通信

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)共采用了4套CAN總線(xiàn)（圖17），分別是IMA-CAN、BAT-CAN及F-CAN、B-CAN，其中，IMACAN用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制單元與PCM之間的總線(xiàn)連接，BAT-CAN用于高壓鋰電池的電池電壓傳感器CVS和鋰電池管理系統(tǒng)BMS之間總線(xiàn)連接，F(xiàn)-CAN用于PCM、SRS、儀表等控制單元之間的總線(xiàn)連接，B-CAN用于儀表與HVAC等控制單元之間的總線(xiàn)通信。

1.8 電動(dòng)空調(diào)

與傳統(tǒng)車(chē)型不同，2016款雅閣混動(dòng)車(chē)采用了電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)（圖18），空調(diào)壓縮機(jī)由高壓電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。若采用傳統(tǒng)車(chē)型的空調(diào)壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，當(dāng)混動(dòng)車(chē)輛純電行駛時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，空調(diào)系統(tǒng)將無(wú)法工作。2016款雅閣混動(dòng)車(chē)電動(dòng)壓縮機(jī)要求使用型號(hào)為ND-OIL 11的專(zhuān)用潤(rùn)滑油，該潤(rùn)滑油具有很高的絕緣性能。若不使用上述規(guī)定的潤(rùn)滑油，可能會(huì)引起壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)短路，甚至?xí)斐捎|電的危險(xiǎn)。

說(shuō)明：2016款雅閣混動(dòng)車(chē)在車(chē)輛停駛、發(fā)動(dòng)機(jī)熄火狀態(tài)下，當(dāng)鋰電池電量正常（SOC表高于2格）時(shí)，空調(diào)制冷系統(tǒng)可以正常工作；當(dāng)鋰電池的剩余電量下降至2格時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；當(dāng)鋰電池的電量升高到3格后，發(fā)動(dòng)機(jī)又自動(dòng)熄火。2016款雅閣混動(dòng)車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的制熱與傳統(tǒng)車(chē)型類(lèi)似，熱源來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液。

圖17 CAN總線(xiàn)連接示意圖

圖18 電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)

1.9 聲學(xué)車(chē)輛提醒系統(tǒng)

由于2016款雅閣混動(dòng)車(chē)行駛中存在純電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，因此，為保護(hù)行人安裝了聲學(xué)車(chē)輛提醒系統(tǒng)。

當(dāng)車(chē)輛以純電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)低速行駛時(shí)，聲學(xué)車(chē)輛提醒系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警音，通知行人等有無(wú)聲運(yùn)行的車(chē)輛在靠近。

在以下情況中聲學(xué)車(chē)輛提醒系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警音：換擋桿處于前進(jìn)位置，制動(dòng)踏板松開(kāi)，處于EV駕駛模式，且車(chē)輛正以約0.5 km/h或更高的車(chē)速行駛。報(bào)警音隨著車(chē)速上升而變大，并在達(dá)到25 km/h時(shí)停止。

單獨(dú)設(shè)置了聲學(xué)車(chē)輛提醒系統(tǒng)按鈕（轉(zhuǎn)向盤(pán)左側(cè)面板上，圖19），根據(jù)車(chē)輛行駛的路況，駕駛?cè)丝梢酝ㄟ^(guò)操縱上述開(kāi)關(guān)，將聲學(xué)車(chē)輛提醒系統(tǒng)關(guān)閉（系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，按鈕上的指示燈點(diǎn)亮）。

2 2016款雅閣混動(dòng)車(chē)的工作模式

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)在行駛時(shí)有純電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等3種驅(qū)動(dòng)模式，以及滑行、制動(dòng)時(shí)能量回饋及空載充電等工作模式。i-MMD系統(tǒng)可以根據(jù)行駛條件的不同，自動(dòng)切換驅(qū)動(dòng)模式。

圖19 聲學(xué)車(chē)輛提醒系統(tǒng)開(kāi)關(guān)

2.1 純電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)（EV模式）

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)在高壓鋰電池電量正常時(shí)，起步及初期前進(jìn)行駛或者倒車(chē)行駛時(shí)，均采用純電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，該模式行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為唯一的動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)、發(fā)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，2016款雅閣混動(dòng)車(chē)在冷車(chē)起動(dòng)的時(shí)候，會(huì)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以便發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液及三元催化轉(zhuǎn)換器迅速達(dá)到正常的工作溫度。動(dòng)力傳遞路線(xiàn)為：驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)→驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸→驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸常嚙合齒輪→副軸常嚙合齒輪→主減速器驅(qū)動(dòng)齒輪→主減速器從動(dòng)齒輪→差速器→半軸→前輪（驅(qū)動(dòng)輪）。

由于高壓鋰電池組儲(chǔ)存的最大電能為1.3 kW·h，而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大功率為135 kW、額定功率為67.5 kW，因此，純電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)間很短，路試最大行駛里程只有2 km左右。

2.2 混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)（HV模式）

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)純電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，若高壓鋰電池組的電池低于閾值就會(huì)自動(dòng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。車(chē)輛行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，是由發(fā)電機(jī)倒拖（發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)使用）實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)動(dòng)機(jī)著火后，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)發(fā)電并向驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電能。如果來(lái)自發(fā)電機(jī)的供電不足，高壓鋰電池將提供補(bǔ)充電能。此外，如果發(fā)電機(jī)發(fā)電量充足，發(fā)電機(jī)將多余電能為高壓蓄電池充電。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)得到持續(xù)供電并驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。此時(shí)，為典型的串聯(lián)式（增程式）混合動(dòng)力布置方式。

發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力傳遞路線(xiàn)為：發(fā)動(dòng)機(jī)→飛輪及扭轉(zhuǎn)減震器→輸入軸→輸入軸常嚙合齒輪→發(fā)電機(jī)軸常嚙合齒輪→發(fā)電機(jī)軸→發(fā)電機(jī)。

驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力傳遞路線(xiàn)為：驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)→驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸→驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸常嚙合齒輪→副軸常嚙合齒輪→主減速器驅(qū)動(dòng)齒輪→主減速器從動(dòng)齒輪→差速器→半軸→前輪。

2.3 純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

2016款雅閣混動(dòng)車(chē)當(dāng)在高速公路巡航行駛（低負(fù)荷、高速）時(shí)，采用純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)空轉(zhuǎn)不發(fā)電。

純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力傳遞路線(xiàn)為：發(fā)動(dòng)機(jī)→飛輪及扭轉(zhuǎn)減震器→輸入軸→超越離合器（結(jié)合）→超越驅(qū)動(dòng)齒輪→副軸常嚙合齒輪→副軸→主減速器驅(qū)動(dòng)齒輪→主減速器從動(dòng)齒輪→差速器→半軸→前輪（驅(qū)動(dòng)輪）。

2.4 滑行、制動(dòng)時(shí)能量回饋

車(chē)輛行駛中當(dāng)抬起加速踏板車(chē)輛滑行或者踩制動(dòng)踏板車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪倒拖驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，PCU通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制器及逆變器等控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電并向高壓鋰電池充電，從而實(shí)現(xiàn)滑行或制動(dòng)時(shí)回收部分能量并起到減速制動(dòng)的效果。

滑行、制動(dòng)時(shí)動(dòng)力傳遞路線(xiàn)為：前輪（驅(qū)動(dòng)輪）→半軸→差速器→主減速器從動(dòng)齒輪→主減速器驅(qū)動(dòng)齒輪→副軸→驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)常嚙合齒輪→驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸→驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

2.5 空載充電

高壓鋰電池剩余電量（SOC）顯示在儀表中，若車(chē)輛因長(zhǎng)時(shí)間停駛或其他原因造成SOC值低于2格或更低（共8個(gè)格），車(chē)輛行駛前必須先執(zhí)行空載充電。

按照下列步驟，進(jìn)行空載充電：設(shè)置為準(zhǔn)備起動(dòng)，將換擋按鈕設(shè)置到P擋位置；踩住加速踏板直到節(jié)氣門(mén)全開(kāi)；踩住加速踏板10 s以上，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)著火后，開(kāi)始為高壓鋰電池充電。

空載充電的動(dòng)力傳遞路線(xiàn)為：發(fā)動(dòng)機(jī)→飛輪及扭轉(zhuǎn)減震器→輸入軸→輸入軸常嚙合齒輪→發(fā)電機(jī)軸常嚙合齒輪→發(fā)電機(jī)軸→發(fā)電機(jī)。

（續(xù)完）

2017-03-10）