宝马X6混合动力汽车的供电系统可分为三个部分:交流电压高电压车载网络;直流电压高电压车载网络;14V车载网络(图4-71)。 电动驱动装置由两个电动机和供电电控箱(PEB)组成,电动机既可通过发电机方式(能量发生器)又可通过电动机方式驱动。 AC-DC转换器(连接电动驱动装置和高电压车载网络)和DC-DC转换器(高电压车载网络和14V车载网络)作为连接元件使用。 两个转换器都可进行双向驱动。高电压车载网络的主要元件是高电压蓄电池。 在宝马X6混合动力汽车上使用镍氢电池。该高电压蓄电池可在车辆静止状态下或以电动方式行驶时确保能量供应等。高电压车载网络内的其他车载网络设备还包括电子空调压缩机(EKK)和变速箱油泵。14V车载网络与以前车辆的能量车载网络相同,但由DC-DC转换器为其提供能量。DC-DC转换器取代了以前为此所用的发电机,因此在行驶状态下14V车载网络的电能供应不再取决于发动机的转速。宝马X6混合动力汽车的发动机通过一个电动机启动,因此宝马X6混合动力汽车取消了传统起动机。宝马Ⅹ6混合动力汽车14V车载网络的其他更改参见下文。
(1)供电系统电路宝马X6混合动力汽车供电系统电路如图4-72所示。
(2)12V蓄电池在宝马X6混合动力汽车上装有一个附加蓄电池,除确保车载网络稳定性外,附加蓄电池还负责为混合动力驻车锁控制单元冗余供电。两个12V蓄电池均为70A·hAGM蓄电池。为了避免车辆驻车期间产生平衡电流,行驶准备状态结束后通过一个断路继电器断开两个12V蓄电池,如图473所示。在车辆静止状态下,14V车载网络仅通过标准蓄电池供电。混合动力接口模块(HIM)通过在附加蓄电池正极上进行电压测量控制断路继电器并监控蓄电池状态。
(3)断路继电器驻车和关闭高电压系统5s后断路继电器(图4-74)断开。
满足以下条件时断路继电器接合:车辆进入行驶准备状态(混合动力主控控制单元的CAN总线信号)混合动力DCDC转换器使14V车载网络电压接近于附加蓄电池电压;车载网络蓄电池与附加蓄电池间的电压差小于限值1.2V(避兔出现高电流从而保护断路继电器)。
只有将充电器连接在跨接启动接线柱上,断路继电器才会接合。为附加蓄电池充电时首先将充电器连接在跨接启动接线柱上,然后通过相应服务功能接合断路继电器。
(4)附加熔丝支架通过带有16个熔丝插槽的后部附加熔丝支架(图4-75)为以下控制单元和组件提供14V车载网络电压:混合动力制动控制单元(SBA);供电电控箱;混合动力压力燃油箱电子系统(TFE);
混合动力接口模块(HIM);电子空调压缩机(EKK);直接换挡模块(DSM);变速箱控制模块(TCM);高电压蓄电池的冷却液泵;电动真空泵;PEB/APM的电动冷却液泵。
(5)极性接错保护模块极性接错保护功能用于防止客户跨接启动接反极性时对车载网络以及所连接的电气组件造成损坏。通常情况下,这项工作由发电机内的二极管来完成。由于宝马X6混合动力汽车取消了传统发电机(变速箱内的电动机),因此必须通过一个新组件(极性接错保护模块)来提供极性接错保护(图4-76)。
极性接错保护模块安装在发动机室内跨接启动接线柱附近。该模块一侧与蓄电池正极导线连接,另一侧与车辆接地连接。在极性接错保护模块内部有3个齐纳二极管,可将极性接反电压限制在一3.2V以下至少6s。极性接反时间较长时可能会损坏模块,但不会
造成相邻组件损坏。其载流量为650A。
(6)能量管理系统(14V车载网络)能量管理系统用于避免在行驶期间12V蓄电池放电,从而保持车辆功能正常并在较长时间内确保蓄电池质量。
宝马X6混合动力汽车采用低成本电源管理模块。只要识别出12V蓄电池充电平衡不佳的运行状态,电源管理模块就会通过相应措施进行调节干预。在宝马X6混合动力汽车上通过一个DC-DC转换器为14V车载网络供电。DC-DC转换器以14.5V的固定电压规定值运行。
数字式发动机电子系统(DME)内的电源管理模块读取发动机管理系统的一些参数,同时还与提供实际测量数据(电压、电流、温度和SOC)的智能型蓄电池传感器(IBS)进行通信。宝马X6混合动力汽车处于行驶准备运行模式时,通过一个DC-DC转换器为14V车载网络供电。从唤醒车辆和第一次总线端切换起直至车辆休眠均通过DC-DC转换器确保14V供电。从行驶准备状态结束时起通过12V蓄电池为14V车载网络供电。如果14V车载网络电压降至12V,就会重新通过辅助电源模块(DC-DC转换器)为14V车载网络提供支持。这种情况使宝马X6混合动力汽车低成本电源管理模块的功能减少为以前的功能。因此在车辆蓄电池电量较低时取消了发电机调节功能和提高怠速转速功能。
宝马X6混合动力汽车最重要的电源管理系统功能:12V蓄电池诊断;识别出危险的蓄电池充电状态时关闭/减少用电设备此外,电源管理模块还能识别出车载网络故障(休眠电流过高)或在有限条件下使用老化的蓄电池并针对售后服务存储有助于解决问题的相关信息。基本上在休眠电流监控期间不允许电流超过80mA。电源管理模块确定蓄电池的荷电状态(SOC)。SOC是State of Charge的缩写,表示蓄电池的充电状态。电源管理系统通过智能型蓄电池传感器(IBS)持续测定蓄电池充电或放电电流并计算出当
前充电状态。
①车辆启动能力 宝马X6混合动力汽车的发动机不再通过12V蓄电池而是通过高电压蓄电池启动。12V蓄电池在宝马X6混合动力汽车上只需确保高电压系统开始运行。对12V蓄电池的要
求不再是确保发动机启动的最低SOC,而是在零下温度时防止12V蓄电池结冰以及使高电压网络开始运行的最低SOC。
现在通过高电压运行策略确保发动机启动能力。驻车期间,高电压蓄电池SOC必须足以确保驻车6周后能够重新启动发动机。
如果长期驻车后由于高电压蓄电池SOC值较低而无法重新启动发动机,必须首先通过外部14V充电器和辅助电源模块为高电压蓄电池充电。通过这种方式为高电压蓄电池充电时持续约30min。电量充足时(用于启动发动机),中央信息显示屏上就会出现一个黄色检查控制信息及相应文字。
②启动辅助 该功能在高电压蓄电池SOC值较低的情况下也能确保发动机启动。为此将14V车载网络的能量传输至高电压车载网络,从而使高电压蓄电池SOC足以启动发动机。为了防止14V车载网络的车辆蓄电池电量过低,必须通过一个外部电源来提供能量(充电器或通过跨接启动功能)。
外部电源的电压必须与14V车载网络的电压相符,因为通过DC-DC转换器12V输入端上的另一个电压可防止DC-DC转换器将12V转换为高电压。例如,不允许通过一个使用24V车载网络的车辆进行跨接启动。外部电源必须保持连接状态一定时间,从而为高电压蓄电池充电,即接通外部电源后不能直接启动发动机③故障代码存储器 如果没有可靠的车辆蓄电池充电状态提供给电源管理模块,电源管理模块就会进入应急运行模式。在应急运行模式下无法继续执行以下功能:不会在行驶模式下降低舒适用电设备功率;没有驻车用电设备管理功能。
出现应急运行情况时,驻车期间仍会对12V蓄电池进行休眠电流监控。
低成本电源管理模块可将12V蓄电池和电源管理模块的故障状态存储在故障代码存储器内,并在需要时供售后服务使用。可以识别出以下故障:电压过高;电压过低;无蓄电池运行;休眠电流较高;电量过低。
④总线端布置 宝马X6混合动力汽车控制单元
的总线端布置如图4-77所示。
