Хранение энергии гибридной системы - описание и работа GMC Sierra 2500 HD

Работа реле контактора высокого напряжения аккумуляторной батареи приводного двигателя

Батарея гибридного приводного двигателя содержит 3 реле, которые позволяют подключать батареи постоянного тока высокого напряжения (ВН) к автомобилю. Три реле ВН - это положительное реле контактора ВН, отрицательное реле контактора ВН и реле ограничения тока, также известное как реле предварительного заряда. Эти реле замыкаются и размыкаются в определенной последовательности, управляемой модулем управления энергией батареи (BECM). Схема управления для высоковольтных реле использует общее заземление, а BECM обеспечивает сигнал напряжения для их включения и выключения по отдельности. Во время включения и выключения питания цепи контролируются как BECM, так и гибридным модулем управления силовым агрегатом (HPCM), расположенным внутри модуля инвертора мощности (PIM). BECM измеряет это напряжение на проводах считывания напряжения на клеммах. HPCM контролирует это напряжение от высоковольтной шины постоянного тока внутри модуля управления электродвигателем-генератором.

Для запуска последовательности включения питания системы ВН постоянного тока HPCM посылает сигнал команды контактора в BECM, первым включается отрицательное реле ВН и предельное реле тока предварительного заряда ВН. Это позволяет высоковольтной цепи постоянного тока ограничивать ток через резистор ограничения тока предварительного заряда. Затем напряжение проходит через кабели постоянного тока 300 В к PIM. Затем BECM замыкает положительное реле контактора HV после того, как он измеряет напряжение в пределах 95 процентов от расчетного напряжения пакета, а затем размыкает реле предварительного заряда. Время следования и уровни напряжения контролируются как с помощью БЭКМ, так и с помощью HPCM. Если предельное время или значение напряжения во время конкретной последовательности находится вне указанного диапазона, BECM и/или HPCM будут устанавливать расшифровка кода ошибки.

Отключение BECM приведет к одновременному размыканию высоковольтных положительных и отрицательных реле, когда условия системы будут готовы. Если высоковольтное реле не проходит проверку системы во время предварительной зарядки или отключения питания, цепь блокировки высокого напряжения (HVIC) не будет подавать ток HVIC до тех пор, пока неисправность не будет устранена и расшифровка кода ошибки не будет устранен сканирующим устройством.

Обзор

Батарея электродвигателя-генератора привода также называется гибридной батареей. Батарея мотор-генератора привода содержит 40 индивидуальных батарейных модулей. Каждый модуль батареи рассчитан на постоянный ток 7,2 В, и все модули соединены вместе последовательно. Суммарное выходное напряжение всех модулей составляет около 288 вольт постоянного тока. Высокое напряжение постоянного тока (HV) подключается к модулю инвертора питания электродвигателя/генератора (PIM) через кабели постоянного тока высокого напряжения, которые проходят под транспортным средством. Высоковольтная батарея в сборе с положительным и отрицательным кабелем (300 В) всегда окрашивается в оранжевый цвет для обозначения потенциала высокого напряжения. PIM преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока (AC), чтобы включить электрическую часть гибридных функций силового агрегата. Батарея приводного электродвигателя/генератора имеет мало подвижных частей. Движущимися частями являются 2 контакторных реле ВН, реле ограничения тока ВН, реле вентилятора вентиляции аккумуляторной батареи и вентилятор вентиляции аккумуляторной батареи. Вентиляционный вентилятор используется для охлаждения аккумуляторов. Модуль управления энергией батареи (BECM) управляет этими устройствами и контролирует ток, напряжение и температуру с помощью нескольких датчиков в гибридной батарее в сборе. BECM устанавливает расшифровка кодов ошибок на основе этих входных данных.

Местоположение

Гибридный приводной мотор-генераторный аккумулятор расположен под сиденьем среднего ряда на моделях спортивных утилит и под задним сиденьем на моделях пикапов с кабиной экипажа. BECM, вентиляционный вентилятор, реле вентиляционного вентилятора, реле ограничения тока и реле контактора ВН расположены в гибридной батарее в сборе.

Состояние заряда

Модуль управления энергией батареи (BECM) использует комплексный способ вычисления, основанный на изменяющихся условиях в диапазоне работы, для определения и обновления состояния заряда (SOC) гибридной батареи. Параметры гибридной батареи, используемые BECM, включают в себя ток, напряжение и температуру. Эти входы контролируются несколькими датчиками в гибридном батарейном узле.

Рабочие функций

Модуль управления энергией батареи (BECM) также называется модулем управления батареей электродвигателя-генератора. Чтобы поддерживать надлежащее состояние уровней заряда и работать эффективно, батарея гибридного приводного электродвигателя-генератора имеет несколько систем, которые необходимо контролировать и контролировать. Эти системы включают в себя измерение напряжения гибридной батареи, измерение тока гибридной батареи, охлаждение гибридной батареи и систему контура блокировки высокого напряжения. Кроме того, BECM управляет контакторными реле высокого напряжения по запросу модуля управления гибридным силовым агрегатом (HPCM). BECM расположен внутри гибридного батарейного узла.

Связь и размещенная диагностика

HPCM является хост-контроллером для расшифровка кодов ошибок для следующих модулей управления:

1. Дополнительный модуль преобразователя постоянного тока (ПМА)
2. Модуль управления энергией аккумулятора (BECM)
3. Модуль управления двигателем (МКУ) 1
4. Модуль управления двигателем (МКУ) 2
5. Модуль управления насосом вспомогательной трансмиссионной жидкости (ATFP)

BECM диагностирует собственные системы и определяет наличие состояния отказа. Диагностика и состояние системы передаются из BECM в HPCM через коммуникационную схему гибридной LAN.

В случае, когда размещенный модуль сообщает о неисправном состоянии, HPCM определяет, влияет ли на гибридную работу, и уведомляет оператора транспортного средства, запрашивая освещение контрольная лампа неисправности (проверить двигатель) и/или отображая сообщение о необходимости гибридной услуги. Кроме того, HPCM будет хранить связанную информацию расшифровка кода ошибки для извлечения сканирующим устройством. Для некоторых размещенных модулей может потребоваться цикл зажигания для очистки определенных расшифровка кода ошибки от HPCM.

Входные цепи - измерение напряжения

BECM контролирует значения напряжения гибридных батарей, используя два различных метода. BECM контролирует сумму напряжений в 20 местоположениях батареи и суммирует эти значения для генерации вычисленного значения напряжения. BECM также измеряет высокое напряжение, когда контакторы замкнуты, контролируя общее напряжение шины от жгута на выходной стороне высоковольтных положительных и отрицательных контакторных реле, это измерение напряжения на клеммах.

Входные цепи - измерение тока гибридной батареи

BECM контролирует ток через гибридный датчик тока аккумулятора. Гибридный датчик тока батареи установлен на стороне положительного кабеля внутри гибридного узла батареи электродвигателя-генератора. Датчик тока определяет силу тока, которая втекает в гибридные батареи и вытекает из них. Датчик тока вводит напряжение между 0-5 вольт пропорционально силе тока. Показание 2,5 В равно 0 А.

Входные цепи - температура гибридного аккумулятора

Аккумуляторная батарея гибридного приводного двигателя представляет собой компонент с воздушным охлаждением. Вентилятор и реле батареи гибридного приводного двигателя расположены внутри узла батареи гибридного приводного двигателя и управляются BECM. BECM контролирует четыре гибридных датчика температуры аккумулятора, один датчик температуры воздуха на входе и один датчик температуры воздуха на выходе. Эти шесть температурных датчиков являются внутренними для батареи гибридного приводного электродвигателя-генератора. Четыре датчика температуры гибридной батареи расположены на верхней части гибридных батарей. Сопротивления этих температурных датчиков увеличиваются с температурой. BECM может регулировать скорость вентиляционного вентилятора в зависимости от скорости и температуры транспортного средства.

Входные цепи - высоковольтная цепь блокировки (HVIC)

Автомобиль оснащен функцией высоковольтной цепи блокировки (HVIC). Целью HVIC является обнаружение попытки доступа к высоковольтным компонентам при наличии высокого напряжения. BECM генерирует и контролирует ток в 2 проводной цепи, которая проходит через определенные высоковольтные компоненты и их точки доступа. BECM будет принимать меры на основе результатов измерения тока как на входных, так и на выходных цепях. Кроме того, электродвигатель-генератор PIM контролирует HVIC и также принимает меры на основе измеренного тока. См. Описание высоковольтных систем контроля.

Выходные цепи - реле контакторов высокого напряжения

Имеются три контакторных реле высокого напряжения, положительное главное контакторное реле ВН, отрицательное главное контакторное реле ВН и реле ограничения тока, называемое также реле предварительного заряда. Контакторные реле ВН, иногда называемые контакторами, размыкают отрицательную и положительную цепи высоковольтной батареи и изолируют напряжение гибридной батареи от остального автомобиля. БЭК будет замыкать реле контакторов ВН только по требованию КВДМ. Либо BECM, либо HPCM может дать команду на размыкание реле контактора ВН в случае обнаружения неисправности системы. Размыкание и замыкание контакторов должно производиться в жестко контролируемых условиях с целью предотвращения повреждения либо ПИМ, либо самих реле контакторов ВН.

Во избежание повреждения конденсаторов ПИМ контакторные реле ВН всегда замыкаются в следующей последовательности:

1. Замыкается минусовое главное контакторное реле ВН.
2. Замыкается реле ограничения тока. Высоковольтная цепь предварительного заряда содержит резистор ограничения тока в линии. При замкнутых как отрицательном главном реле контактора ВН, так и реле ограничения тока, высокое напряжение медленно доводится до рабочего. Медленное доведение высокого напряжения до рабочего уровня предотвращает помпажное повреждение конденсаторов ПИМ.
3. Как только BECM прочитает 95 процентов доступного напряжения шины на клеммах ВН, BECM замкнет положительное реле контактора ВН.
4. Замыкается положительное главное контакторное реле ВН. Положительное главное контакторное реле ВН обходит реле ограничения тока и резистор в цепи предварительного заряда и позволяет протекать высокому току в гибридные батареи и из них.
5. Реле ограничения тока размыкается, как только система находится под рабочим напряжением.

Для предотвращения повреждения реле ВН необходимо свести к минимуму протекание тока через контакты выключателя реле до любой попытки их размыкания. HPCM должен убедиться, что система находится в состоянии низкого тока, прежде чем позволить BECM размыкать реле контактора ВН. HPCM выдаст команду, чтобы все высоковольтные компоненты, такие как APM и компрессор кондиционера, прекратили потреблять ток. Кроме того, HPCM гарантирует, что электродвигатели/генераторы перестали вращаться и что они не потребляют и не генерируют электрический ток.

Выходные цепи - вентиляционный вентилятор батарей двигателя гибридного привода

Аккумуляторная батарея гибридного приводного двигателя представляет собой компонент с воздушным охлаждением. Вентилятор и реле батареи гибридного приводного двигателя расположены внутри узла батареи гибридного приводного двигателя и управляются BECM. BECM контролирует температуру воздуха на входе и выходе гибридной батареи. BECM может регулировать скорость вентиляционного вентилятора в зависимости от скорости и температуры транспортного средства. BECM заземляет первичную сторону реле вентиляционного вентилятора для подачи напряжения на вентиляционный вентилятор. BECM управляет скоростью вентилятора вентиляционного отверстия через отдельный провод с широтно-импульсно-модулированным сигналом (ШИМ). Внутренняя схема вентиляционного вентилятора в сборе преобразует сигнал ШИМ в скорость вентилятора.

Система вентиляции аккумуляторной батареи электродвигателя-генератора привода

Батарея мотор-генератора гибридного привода содержит 40 индивидуальных аккумуляторов. Батарея мотор-генератора гибридного привода имеет две вентиляционные системы. Один - для воздушного охлаждения аккумулятора. Другая предназначена для удаления возможных газов электролита из 40 гибридных батарей. Вентиляционная система гибридных батарей соединяет все вентиляционные отверстия батареи с резиновым коллектором, который выходит сзади батареи гибридного приводного электродвигателя-генератора через один шланг и вентилируется через панель пола транспортного средства.

Каждая из 40 гибридных батарей имеет вентиляционное отверстие для газа электролита, которое расположено в верхней части каждой батареи. Вентиляционная система гибридных батарей соединяет все 40 вентиляционных отверстий гибридных батарей с резиновым коллектором. Вентиляционное отверстие выходит из батареи гибридного приводного электродвигателя-генератора через один шланг в задней части и вентилируется через панель пола автомобиля. Эти вентиляционные отверстия являются механическими и будут открываться только при достижении заданной величины внутреннего давления батареи.

Возможность ограничений мощности модуля управления аккумуляторной батареей электродвигателя-генератора привода

Модуль управления энергией батареи (BECM) передает количество энергии, доступной от батареи привода-генератора для использования гибридной системой, а также количество зарядной мощности, разрешенной обратно в батарею привода-генератора от гибридной системы. Эта информация передается по коммуникационной сети GMLAN в модуль управления гибридным силовым агрегатом (HPCM).

BECM может регулировать эти пределы мощности на основе температуры гибридной батареи, напряжения гибридной батареи или информации расшифровка кода ошибки.

HPCM сравнивает возможность ограничения мощности BECM с аналогичным значением, вычисленным в HPCM, и использует меньшее из 2 значений для управления мощностью.

При нормальной работе BECM сообщит как доступную мощность заряда, так и доступные пределы разрядной мощности в соответствии со следующей таблицей пределов мощности на основе максимальной температуры гибридной батареи.

Таблица пределов мощности аккумуляторной батареи двигателя привода

Сильно истощенная батарея гибридного приводного двигателя может не иметь достаточной энергии, необходимой для проворачивания/запуска двигателя. В этом случае сканирующее устройство может быть использовано для перевода вспомогательного силового модуля (APM) в специальный режим работы, называемый Jump ассистент. Функция Jump ассистент позволяет заряжать аккумуляторные батареи гибридного приводного двигателя, используя систему транспортного средства на 12 вольт постоянного тока.

В Jump ассистент APM преобразует 12 вольт постоянного тока в высокое напряжение (HV) постоянного тока. Высокое напряжение постоянного тока может затем заряжать батареи гибридного приводного двигателя. Во время этого режима работы APM и системы транспортного средства могут потреблять до 80 ампер тока от системы постоянного тока 12 вольт транспортных средств. Во время режима Jump ассистент требуется внешнее зарядное устройство на 12 вольт постоянного тока. Чтобы гарантировать успешный запуск двигателя, рекомендуется приблизительно 20-процентное состояние заряда (SOC) в батарее гибридного приводного двигателя. См. раздел Помощь при прыжке. Можно ожидать, что успешный Jump ассистент займет длительный период времени не менее 20 минут.

Аппаратное обеспечение APM требует минимального уровня напряжения на батарее гибридного приводного двигателя, чтобы инициировать функцию Jump ассистент. Если напряжение ниже этого требуемого уровня, необходимо заменить аккумуляторную батарею гибридного приводного двигателя.

Схема №63

Войти