(1)启动高电压系统。 ①混合动力主控控制单元通过混合动力CAN上的一个总线信号和一个独立的导线信(PWM信号)要求启动高电压系统,随后由蓄电池控制模块控制启动。启动过程分为下列几个步骤。 a.测试高电压车载网络。 b.提高电压。 C.闭合接触器触点。 ②只有成功完成当前步骤才能够继续进行下一步骤。 测试高电压系统时,检测内容如下。 a.高电压管路是否连接在高电压蓄电池单元上,是否建立起和供电电控箱的连接。 b.高电压接触监控电路是否闭合。 C.高电流熔丝功能是否正常。 d.高电压蓄电池是否处于准备状态。 即使已成功完成测试,接触器触点仍可能没有闭因为高电压电路电容的缘故(中间电路电容器),会有很高的接通电流经过,长期下去不只会对电容器还会对接触器造成损坏。 所以要事先让电压缓慢升高。为此首先闭合用于负极导线的接触器触点,通过一个脉冲控制式继电器及正极导线内的一个降压电阻器使高电压系统内的电压慢慢升高。每次继电器触点闭合时都会有受到降压电阻器限制的电流经过并且为高电压车载网络内的电容器充电。大约300ms后,高电压车载网络内的电压只稍稍低于蓄电池电压,之后闭合用作启动正极导线的接触器触点。 若启动成功,蓄电池控制模块就会通过混合动力CAN与其他混合动力组件,尤其是混合动力主控控制单元进行通信;若启动失败,也会通过同样方式发出故障状态信号。
(2)关闭高电压系统 分为正常关闭和快速关闭两种情况。这里所说的正常关闭可以保护电气部件,另外还会执行监控功能,对与安全有关的组件和高电压系统特性进行检测。正常关闭的步骤如下。
①总线端15断开。
②高电压车载网络内的电流降为零(通过供电电控箱内的控制单元)。
③混合动力主控控制单元按照混合动力CAN上的一个总线信号和一个独立导线信号PWM信号)要求断开高电压蓄电池单元内的接触器。
④蓄电池控制模块断开高电压蓄电池单元内的接触器触点。
⑤通过蓄电池控制模块进行控制,对高电压导线的绝缘电阻进行测量并监测是否超出允许范围。如果识别出绝缘电阻低于限值,就会在故障代码存储器内存储一条记录,利用条检查控制信息提示驾驶员出现故障。但是一般情况下仍可以重新启动高电压系统,因为对人没有任何直接危害。
⑥蓄电池控制模块检査接触器触点是否真正断开。由此保证高电压蓄电池单元的高电压接口不再存在危险电压。若识别出触点未正常断开,就会防止重新启动高电压系统。否则无法继续保证对高电压系统进行安全操作。
⑦检査确定接触器触点成功断开后,蓄电池控制模块就会发出该接触器状态信号。
⑧使高电压电路主动放电并且使电机绕组短路,该任务由供电电控箱控制单元进行控制。
正常关闭过程最长持续2min。尤其是测量绝缘电阻和检查断开触点需要一定时间,所以持续时间较长。若期间重新开始启动(例如因为驾驶员重新接通总线端15),就会中断关闭过程;若出现需要快速关闭高电压系统的情况,也会中断正常关闭过程。
(3)快速关闭高电压系统 若出现基于安全考虑必须尽快使高电压系统内的电压降到安全范围的情况,就会快速关闭高电压系统。
①高电压接触监控。若识别出高电压接触监控电路断路而且存在人员接触高电压系统带电部件的可能,就会断开接触器触点。车辆静止或发动机室盖/行李厢盖打开时,就会认为存在这种可能。在没有事先将电流降至零的情况下会立刻断开接触器触点。这样会使接触器触点承受很大负荷,同时会使高电压电路主动放电并使电机绕组短路,所以不允许随意重复这一过程。
②事故。若碰撞和安全模块识别出相应严重程度的事故就会断开安全型蓄电池接线柱和2V蓄电池正极的连接。在E72上,由安全型蓄电池接线柱的总线端30为电动机械式接触器供电,所以在断开接触器触点的同时断开安全型蓄电池接线柱。蓄电池控制模块与混合动力主控控制单元还会对安全型蓄电池接线柱的总线端30状态进行分析,若这两个控制单元都识别出安全型蓄电池接线柱已断开,就会采取进一步措施关闭高电压系统(主动放电,使绕组断路)。
③短路监控。若通过电流传感器识别出高电压导线内的电流强度太高,蓄电池控制模块也会触发迅速关闭从而保护组件。在极端情况下还会触发高电压安全插头内的熔丝从而强制断开高电压电路。
蓄电池控制模块监控熔丝状态。若因为短路造成关闭,蓄电池控制模块就会发出该状态信号,以便可以重新实现主动放电和绕组断路。
④高电压蓄电池单元12V供电失灵。与在所有其他高电压组件内相同,也会为电子控制装置(蓄电池控制模块)供电。为了保证最大限度的安全,会在12V供电失灵时快速关闭高电压系统,因为在此情况下蓄电池控制模块也不再工作,所以这时也通过硬件关闭功能而非软件功能实现快速关闭。
(4)充电策略和运行策略高电压蓄电池充电策略的目的在于尽量延长高电压蓄电池的使用寿命,并针对额外能量吸收(制动能量回收利用)以及能量消耗(例如助推功能)保存储备。混合动力驱动装置运行策略的主要目的在于在尽可能多的情况下借助混合动力驱动装置提高效率和动力。无论是助推功能、电动行驶、发动机节能启停功能还是制动能量回收利用功能,所有这些功能均应在尽量大的高电压蓄电池充电状态范围内提供使用,如图5-53所示。只有在超过充电状态限值影响高电压蓄电池使用寿命的情况下,才要限制各项功能。
发动机处于运转状态时(例如车速高于60km/h时)会使高电压蓄电池充电到最佳标记位置。处于这种充电状态时,留出的蓄电池储备量足够在离开高速公路制动时将额外能量存储在高电压蓄电池内。而这种最佳充电状态最主要的特点就是其能含量很大,足以通过电动驱动装置提供支持或实现纯电动行驶。
发动机节能启停功能不能一直使用至充电状态下限。车辆减速至静止状态时,一般发动机在行驶期间便已关闭而高电压蓄电池在减速期间开始充电。车辆静止期间从高电压蓄电池得到能量来驱动电动空调压缩机并为14V车载网络供电。几乎在达到充电状态下限之前,发动机一直保持关闭状态,达到该限值时必须启动发动机便于通过电动机重新提供电能,之后通过电动机为用电设备供电并为高电压蓄电池充电。为了防止经常启动和关闭发动机,在发动机能够重新关闭前首先必须重新达到较高的高电压蓄电池充电状态。所以通过滞后作用可保证发动机静止期间拥有足够大的能量储备。
(5)监控功能 在很多监控功能中均有高电压蓄电池单元或蓄电池控制模块的重要参与。包括用于保证高电压系统安全的监控功能;用于保证高电压蓄电池最佳运行条件的监控功能。
高电压接触监控系统的电路图如图5-54所示。
用于控制及产生高电压接触监控检测信号的电子系统集成在E72的蓄电池控制模块内。高电压系统启动时开始发出检测信号,高电压系统关闭时停止发出检测信号。蓄电池控制模块产生一个矩形交流电信号作为检测信号,并将其传输到检测导线上。检测导线采用环形拓扑结构(与MOST总线类似),在环形上的两个位置对检测导线信号进行分析:在供电电控箱内和环形最终端的蓄电池控制模块号的电流强度必须在12~35mA之间;若电流强度超出该范围,就会识别为电路断路或检测导线短路;若同时出现人员接触带电部件的情况,就会立刻关闭高电压系统。供电电控箱和蓄电池控制模块均可开始执行关闭过程。
绝缘监控功能可确定带电高电压部件(例如高电压导线)与车辆接地间的绝缘电阻是否高于或低于所需最低限值。若绝缘电阻低于最低限值,就会存在车辆部件带有危险电压的可能。若人员接触第二个带电高电压部件,就会存在电击危险。所以针对E72高电压系统提供全自动绝缘监控功能,该功能分布在两个高电压组件上。
①蓄电池控制模块。在两个高电压导线和高电压蓄电池单元壳体之间存在测量电阻,这些电阻可针对绝缘监控功能单独使用。测量电阻上的电压以电子方式探测,根据电压值可以计算出高电压导线与壳体之间的绝缘电阻,由此可分辨出是一个或是两个高电压导线的绝缘电阻过小。只有在高电压系统未启用的情况下方可进行该过程。
②供电电控箱。根据高电压系统启用期间的连续电压测量值,供电电控箱也可以确定高电压导线与壳体间的绝缘电阻。更准确地说是能够确定绝缘电阻之间的相互关系。供电电控箱内的绝缘监控系统仅能确定一根高电压导线的绝缘故障,通过这种方式不能识别出两根导线的绝缘故障。
通过电压测量进行绝缘监控时以一个高电压组件的壳体电位作为参考基准,在不采取其他措施的情况下,通过这种方式在蓄电池控制模块和供电电控箱内仅能确定局部绝缘故障,但是确定分布在车辆上的高电压导线和车辆接地间的绝缘故障也同等重要。所以所有高电压组件导电壳体都与车辆接地导电连接,这样能够通过在两个中央位置执行绝缘监控功能确定整个高电压车载网络内的绝缘故障。
特别提示：
高电压组件壳体与车辆接地的正确电气连接是正常执行绝缘监控功能的一个重要前提,所以在维修期间中断该连接的情况下,维修后必须重新小心建立起电气连接高电压蓄电池内的其他监控功能负责保证蓄电池电解槽的电压、充电状态和温度保持在可实现高电压蓄电池最佳功率利用率以及最大使用寿命的范围内。
