Постоянный ток (DC)
Блок модуля управления электродвигателем-генератором соединен с каждым полюсом высоковольтной батареи электродвигателя-генератора постоянного тока. Как отрицательный, так и положительный полюса высоковольтной батареи постоянного тока изолированы от шасси автомобиля определенной величиной сопротивления. Каждый высоковольтный кабель постоянного тока включается или выключается высоковольтным контакторным реле высокого тока, содержащимся в аккумуляторной батарее приводного электродвигателя-генератора. Все высоковольтные отрицательные и положительные кабели постоянного тока индивидуально экранированы и окрашены в оранжевый цвет, чтобы предупредить техника о потенциальном наличии высокого напряжения. Высоковольтные кабели постоянного тока электрического компрессора кондиционирования воздуха подсоединены снаружи к узлу модуля управления электродвигателем-генератором. APM и PIM совместно используют внутреннее соединение, которое обеспечивает APM постоянным током высокого напряжения.
Трехфазный переменный ток (AC)
Три кабеля соединяют каждый двигатель-генератор с МСП. Каждый индивидуально экранированный кабель имеет оранжевый цвет, чтобы предупредить техника о потенциальном наличии высокого напряжения.
Цепи среднего и низкого напряжения
АФМ преобразует высокое напряжение 300V постоянный ток как в промежуточное напряжение, 42V, так и в низкое напряжение, 12 В.
Промежуточное напряжение 42V постоянный ток
Кабели 42V промежуточного напряжения индивидуально экранированы и имеют синий цвет, чтобы предупредить техника о потенциальном наличии промежуточного напряжения.
Низкое напряжение (12 В) Постоянный ток
Кабели низкого напряжения (12 В) на гибридном электромобиле не требуют уникальных процедур окраски или обслуживания.
Рабочие функций
HPCM является главным контроллером гибридной работы. HPCM определяет, когда выполнять гибридные режимы работы, такие как автостоп двигателя и рекуперативное торможение. HPCM также работает совместно с модулем управления энергией батареи (BECM), чтобы определить, когда включать и отключать высоковольтные цепи постоянного тока. Каждый МКУ приводит в действие соответствующий электродвигатель-генератор по командам МУП.
Входы цепи
Помимо параметров GMLAN, HPCM непосредственно контролирует следующие сигнальные цепи
- Переключатель переключения передач внутренний переключатель режимов (IMS) Сигналы переключения направления и парковки/нейтрали
- Сигнал датчика положения коленчатого вала двигателя (положение коленвала)
- Диагностическая схема УАТП
- Цепь блокировки высокого напряжения (HVIC)
Схемные выходы
В дополнение к командам шины GMLAN и SPI, HPCM напрямую управляет следующими выходными цепями
- Схема управления УАТП
- Схема управления реле высокого напряжения BECM с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)
Каждый МКУ приводит в действие соответствующий электродвигатель-генератор по командам МУП. Каждый MCM управляет скоростью, направлением и выходным крутящим моментом своего соответствующего тягового двигателя посредством последовательного включения сильноточных переключающих транзисторов, называемых биполярными транзисторами с изолированным затвором (IGBT).
В дополнение к параметрам GMLAN, каждый MCM контролирует свой соответствующий двигатель-генератор на напряжение, ток, скорость, направление и температуру. Кроме того, MCM контролирует температуру и правильную работу компонентов IGBT. Некоторые из рабочих данных MCM совместно используются с HPCM.
Каждый MCM управляет своей соответствующей платой драйвера IGBT, которая, в свою очередь, управляет каждым электродвигателем-генератором. Мотор-генераторы работают с использованием электроэнергии трехфазного переменного тока (AC). Три кабеля соединяют каждый двигатель-генератор с МСП. Каждый индивидуально экранированный кабель имеет оранжевый цвет, чтобы предупредить техника о наличии потенциала для высокого напряжения.
APM - это устройство, которое преобразует постоянный (DC) ток высокого напряжения (300V) в постоянный (12 В) ток низкого напряжения (12 В) для электрической работы аксессуара и для зарядки аккумуляторной батареи аксессуара 12 В. ПМА также преобразует высоковольтный постоянный ток в промежуточный (42V) постоянный ток для питания электрической системы рулевого управления напряжением. АПМ способен подавать до 175 А постоянного тока напряжением 12 вольт и до 50 А постоянного тока напряжением 42 вольта. В режиме Jump ассистент APM преобразует 12 вольт постоянного тока в высоковольтный постоянный ток для зарядки высоковольтных гибридных батарей. При работе в Jump ассистент APM способен подавать до 2,7 А при 290 В постоянного тока на высоковольтную цепь. Во время режима Jump ассистент требуется внешнее зарядное устройство постоянного тока 12 В, потому что APM и контроллеры транспортного средства могут потреблять до 80 ампер тока от системы постоянного тока 12 вольт транспортных средств.
Входы, поддерживаемые APM, включают цепи высокого напряжения и 12 вольт. ПМА также контролирует различные внутренние компоненты по току, напряжению и температуре. Модуль APM также подключен к высокоскоростной гибридной схеме связи GMLAN. Отдельная дискретная схема 12 вольт запитывает ПМА. Однако APM не начнет преобразование напряжения до тех пор, пока соответствующий сигнал разрешения GMLAN не будет передан ему посредством HPCM.
Единственными выходами, поддерживаемыми APM, являются преобразование 12 вольт и 42 вольта во время нормальной работы автомобиля и преобразование высокого напряжения во время Jump ассистент.
Проектирование цепей
Модуль инвертора мощности (PIM) и вспомогательный модуль управления мощностью постоянного тока (APM) содержат конденсаторы фильтра, подключенные к высоковольтным цепям. Эти конденсаторы необходимы для уменьшения всплесков напряжения, возникающих в результате переключения тока Вкл и Выкл. Уменьшение всплесков напряжения снижает ЭМИ. Частота переключения тока также тщательно регулируется. Слишком высокая частота может вызвать увеличение генерации ЭМИ.
Высоковольтный кабель
- Сборка положительного и отрицательного 300V кабеля аккумуляторной батареи
- Модуль инвертора питания электродвигателя-генератора привода 3 кабель фазы в сборе
- Компрессор системы кондиционирования воздуха в сборе
В высоковольтных кабелях используется внутреннее экранирование оплетки. Как правило, оба конца экрана внутренней оплетки крепятся к земле шасси. Все высоковольтные кабели с внутренним экранированием заземляются в точках их присоединения. Монтажные блоки, если они используются, выполняют заземление экрана на корпус. Точки подключения, не обслуживаемые монтажным блоком, используют отдельный кольцевой вывод.
Экранирование компонентов
Некоторые компоненты используют свою структуру для эффективного экранирования ЭМП. Металлические крышки, заземленные металлические корпуса шасси и электро-магнитопроводящие прокладки могут быть частью конструкции компонентов ЭМС.
Потеря экранирования
Потеря надлежащего экранирования может привести к плохому радиоприему АМ-диапазона и/или неправильным показаниям схемы датчика в зависимости от места потери экранирования. Высоковольтные кабели не подлежат ремонту. Никогда не следует пытаться отремонтировать какую-либо часть высоковольтных кабелей. Некоторые экранированные электрические жгуты низкого и среднего напряжения могут быть ремонтопригодными. См. Ремонт проводки.
Цепь блокировки высокого напряжения (HVIC)
HVIC представляет собой проводную петлю, которая проходит через определенные высоковольтные компоненты. HVIC используется для определения попытки доступа к высоковольтным компонентам. Открытие этих высоковольтных компонентов вызывает открытие HVIC. Гибридная система может реагировать на потерю непрерывности HVIC путем размыкания высоковольтных контакторных реле и разряда высоковольтных конденсаторов. Сигнал HVIC генерируется модулем BECM. Состояние HVIC контролируется каждым модулем управления двигателем (MCM), а также гибридным модулем управления силовым агрегатом (HPCM) и BECM.
Высоковольтная изоляция корпуса постоянного тока
Гибридная система контролирует электрический потенциал между высоким напряжением и шасси автомобиля. Высокое напряжение всегда должно быть изолировано от шасси автомобиля определенным сопротивлением, чтобы избежать потенциальной опасности для жизни пути тока. В случае обнаружения пути утечки высокого напряжения на шасси транспортного средства гибридная система установит расшифровка кодов ошибок. Высоковольтная изоляция шасси постоянного тока контролируется как модулями MCM, так и BECM.
Тестирование на изоляцию требует специальных инструментов и процедур. Из-за высокого напряжения, присутствующего в гибридной системе, может произойти потеря изоляции из-за пробоя изоляции. Пробой изоляции обычно происходит только при наличии высоких напряжений и/или тока. Такие состояния, как пробой изоляции, не могут быть диагностированы с помощью типичного DMM, поскольку высокое напряжение не используется DMM при измерении сопротивления.
Запуск двигателя
В этом автомобиле не используется стартер 12 В для проворачивания двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Гораздо более мощный двигатель/генератор 300 В, расположенный внутри трансмиссии, используется для проворачивания двигателя. Приводной мотор-генератор на 300 В может вращать двигатель до рабочей скорости (800 об/мин) всего за несколько сотен миллисекунд. Приводной мотор-генератор на 300 В позволяет почти мгновенный запуск двигателя. После запуска работа двигателя может циклически переключаться между Autostop (двигатель выключен) и Autostart (двигатель работает) на время поездки.
Автостоп
После успешного запуска двигателя гибридный модуль управления силовым агрегатом (HPCM) может выключить двигатель и работать в режиме Autostop. Некоторые из условий автомобиля, которые позволяют двигателю остановить работу и войти в режим Autostop, включают
- Режим питания автомобиля правильный: Переключатель зажигания находится в положении Run после первого поворота в положение кривошипа, что привело к успешному запуску двигателя, ИЛИ Переключатель зажигания поворачивается в положение Run после успешного запроса дистанционного запуска автомобиля.
- Состояние переключателя капота - «Закрыто».
- Блок управления двигателем не запрашивает продолжение работы двигателя для диагностических целей.
- Переключатель передач не находится в положении «Реверс» или «Ручной».
- Уровень заряда гибридной батареи (SOC) составляет более 20 процентов.
- Не превышаются предельные значения напряжения, температуры или мощности гибридного аккумулятора.
- Температура охлаждающей жидкости двигателя (температура охлаждающей жидкости) превышает допустимый предел.
- Не превышены предельные значения температуры электродвигателя-генератора привода.
- Температурные пределы модуля инвертора мощности электродвигателя-генератора (МПИ) не превышены.
- Отказов гибридной системы не существует.
Звуковой сигнал будет звучать, если дверь водителя открыта, находясь в Autostop, в качестве напоминания о том, что двигатель не находится в режиме OFF.
На дисплее тахометра индицируются режимы «двигатель выключен» и «АВТОСТОП».
- Когда стрелка тахометра показывает ВЫКЛЮЧЕНО, двигатель не работает и будет оставаться Выключенным до тех пор, пока ключ зажигания не будет помещен в положение Коленчатый рычаг или не будет получен запрос на дистанционный запуск автомобиля от датчика бесключевого доступа.
- Когда стрелка тахометра указывает на AUTOSTOP, двигатель не работает, но может запустить Autostart в любое время без предварительного уведомления.
Автоначать
Двухрежимный гибридный автомобиль не требует работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) все время. После успешного запуска двигателя модуль управления гибридным силовым агрегатом (HPCM) может выключить двигатель (Autostop), когда это не требуется для текущих условий автомобиля. Двигатель будет оставаться выключенным, пока в режиме Autostop, до тех пор, пока условия автомобиля не потребуют запуска двигателя. Почти мгновенный запуск двигателя из режима Autostop называется Autostart.
- Состояние переключателя капота изменяется на «Открыто»
- Запрос блок управления двигателем
- Переключатель передач установлен в положение «Реверс» или «Вручную»
- Слишком низкое SOC гибридного аккумулятора
- Превышение предельных значений напряжения, температуры или мощности гибридной батареи
- Слишком низкая температура охлаждающей жидкости двигателя (температура охлаждающей жидкости)
- Превышены предельные значения температуры электродвигателя-генератора
- Превышены предельные значения температуры модуля инвертора мощности электродвигателя-генератора (PIM)
- Обнаружен отказ гибридной системы
- Превышена возможность электрического запуска и требуется работа двигателя
Электрический запуск/помощь - EV Mode
Узел трансмиссии содержит два узла электродвигателя-генератора привода 300 В. Эти мощные приводные мотор-генераторы мощностью 60 кВт способны двигать автомобиль, пока двигатель находится в режиме Autostop, или они могут помочь уже работающему двигателю. В зависимости от положения педали акселератора транспортное средство может приводиться в движение исключительно с помощью электродвигателей-генераторов со скоростью, превышающей 41 км/ч (26 миль/ч), прежде чем потребуется помощь двигателя. Двигатель будет Автозапуск, когда условия вождения требуют помощи двигателя. В условиях работы двигателя крутящий момент, обеспечиваемый приводными мотор-генераторами, дополняется выходным крутящим моментом двигателя.
Рекуперативное торможение
Когда транспортное средство движется накатом или тормозит, HPCM может управлять приводными электродвигателями-генераторами в режиме электрической генерации. Работая как электрические генераторы, приводные мотор-генераторы оказывают нагрузку на трансмиссию, которая помогает замедлить автомобиль. Электрическая энергия, которую создают приводные электродвигатели-генераторы, передается модулем инвертора мощности (МПИ) приводных электродвигателей-генераторов в батарейный узел приводных электродвигателей-генераторов (гибридные батареи). Постоянная связь между HPCM и электронным модулем управления тормозами (EBCM) позволяет смешивать рекуперативное тормозное усилие с гидравлическим тормозным усилием.
Режим сброса
Когда водитель отпускает педаль акселератора, поток воздуха в двигатель уменьшается. ЕСМ отслеживает соответствующие изменения в положение дроссельной заслонки, абсолютное давление во впускном коллекторе и массовый расход воздуха. МУД полностью перекрывает подачу топлива, если замедление происходит очень быстро или в течение длительных периодов времени, например, в течение длительного времени при закрытой дроссельной заслонке. Топливо выключается для предотвращения повреждения каталитических нейтрализаторов. Этот режим активируется быстрее и на более длительный срок в двухрежимном гибридном автомобиле.
Деактивация цилиндра (активное управление топливом)
Для обеспечения максимальной экономии топлива в условиях движения с небольшой нагрузкой модуль управления двигателем (МУД) подает команду на включение системы отключения цилиндров для отключения цилиндров 1 и 7 двигателя на левом берегу и цилиндров 4 и 6 на правом берегу, переключаясь в режим V4. Двигатель будет работать на 8 цилиндрах, или режиме V8, во время запуска двигателя, работы двигателя на холостом ходу и применения дроссельной заслонки от средней до тяжелой. Этот режим активируется быстрее и на более длительный срок в двухрежимном гибридном автомобиле.