任务2 比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修

项目三混合动力汽车控制系统构造与检修PART031.了解比亚迪·秦混合动力汽车控制系统组成及特点。2.掌握比亚迪·秦混合动力汽车控制系统组成部件的作用、结构及原理。3.掌握比亚迪·秦混合动力汽车控制系统控制原理。4.掌握比亚迪·秦混合动力汽车控制系统检修内容和检修方法。5.能按照操作规范完成比亚迪·秦混合动力汽车相关控制系统的拆装及检修。任务目标一、比亚迪·秦混合动力汽车控制系统组成比亚迪·秦混合动力汽车控制系统主要由混合动力汽车控制ECU、发动机ECU、电池管理器、ABS控制单元、驱动电机控制器与DC总成、空调变频器、P位电机控制器、挡位控制器、高压电缆、漏电传感器、加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、车速传感器、挡位传感器、安全气囊传感器、高压配电箱、低压辅助电源以及辅助电器等组成。按照混合动力汽车实现的功能，其同样可以划分为能量管理系统、驾驶员信息传递系统、信息通信系统、安全故障管理系统和辅助系统。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修1.HVECU比亚迪·秦的混合动力汽车控制ECU集成于驱动电机控制器与DC总成内部，是整车能量控制中心，它可以接收各个传感器及ECU的信息，并根据此信息计算所需的转矩和输出功率。2.发动机ECU发动机ECU接受HVECU发送的发动机转速和所需的发动机动力目标，来控制发动机的工况。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修3.电池管理器比亚迪·秦电池管理器是电池管理系统的核心部件，位于行李舱车身右C柱内板后段，其主要功能有充放电管理、接触器控制、功率控制、电池异常状态报警和保护、SOC/SOH计算、自检以及通信功能等；电池信息采集器的主要功能有电池电压采样、温度采样、电池均衡、采样线异常检测等。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修4.ABS控制单元（ABSECU）汽车行驶过程中紧急制动时，ABS控制单元根据检测到制动踏板位置传感器、车速以及车轮转速等信息计算出汽车制动时所需的再生制动力并将信号发送到HVECU。在接收到信号后，HVECU立刻将实际的再生制动控制数据发送到制动防滑控制ECU。根据这个结果，制动防滑控制ECU计算并执行所需的液压制动力。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修5.P位控制器P位控制器是P位电机控制系统的关键部件，也称为P位电机控制器。比亚迪·秦的P位控制器安装在地板支架上，主要控制P位电机在P位时锁止变速器，并在非P位时解锁变速器，主要通过PWM完成对P位电机的控制。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修6.挡位控制器比亚迪·秦挡位控制器是线控换挡系统的关键部件，安装在靠近挡位执行器的乘员舱地板上。它的主要作用是采集变速杆的挡位信号，并根据控制信号控制挡位电机的工作，从而实现换挡控制。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修7.驱动电机控制器与DC总成驱动电机控制器和DC总成位于前机舱左侧，其主要功能是控制电机和发动机驱动车辆行驶，同时包括CAN通信、故障处理、在线检测、与其他模块配合完成整车的工作要求以及自检等功能。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修驱动电机控制器与DC总成是驱动电机控制器与DC/DC转换器的集成体。驱动电机控制器是电机的驱动模块，它可以接受HVECU的指令，并控制驱动电机的工作，其主要由输入输出接口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。DC/DC转换器缩写为DC，是动力蓄电池高压直流与低压直流相互转换的装置，比亚迪·秦的DC/DC转换器具有降压和升压功能。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修8.空调变频器空调变频器位于电动压缩机上，是空调制冷系统中电动变频压缩机的供电装置，它将动力蓄电池的高压直流电转换为高压交流电供给空调系统中的压缩机。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修9.高压电缆比亚迪·秦的高压电缆将驱动电机控制器与动力蓄电池包、电机以及空调压缩机和空调PTC等高压部件相连，用以传输高电压、大电流的电能。高压电缆一端接在行李舱右侧中动力蓄电池包连接器上，而另一端连接在发动机舱左侧的空调配电盒和发动机舱右侧的驱动电机控制器与DC总成上。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修高压电缆由驱动电机控制器直流母线与PTC小线总成、电池包正负极线、车载充电器小线、空调配电盒总成等组成。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修10.漏电传感器漏电传感器的功用是检测高压负极母线与车身之间的绝缘电阻，判断高压电池包的漏电程度。高压系统漏电时，传感器会发出信号给电池管理器，电池管理器接收到漏电信息后会根据漏电情况马上报警或者控制马上断开高压系统，防止高压漏电对人或者物品造成伤害和损失。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修11.制动踏板位置传感器比亚迪·秦的制动踏板位置传感器安装在制动踏板轴的一端，是双滑动电阻式传感器，它在制动踏板位置改变时产生表示制动深度的、同比例上升的两个电压信号，并将此信号发送给电机控制器及DC总成。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修比亚迪·秦的制动踏板位置传感器有6个针脚，每3个针脚形成一个完成的线路，两个电阻器分别布置在两个线路中，形成两个信号，一个是信号1，一个是信号2。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修12.加速踏板位置传感器比亚迪·秦加速踏板安装在驾驶室加速踏板轴的一端，用于检测汽车加速或减速信号。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修比亚迪·秦采用的是双滑动电阻式加速踏板位置传感器，通过脚踩加速踏板使得传感器内部指针滑动改变滑动电阻器的阻值，从而影响加载在其上面的电压值。它有两个滑动电阻器、6个针脚。每3个针脚形成一个完成的线路，两个电阻器分别布置在两个线路中。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修13.挡位传感器比亚迪·秦采用先进的线控换挡系统，该系统消除了换挡与变速器之间的机械连接，通过电控方式来选择前进挡、倒挡、空挡和驻车挡。挡位信号由挡位控制器总成进行采集和处理，挡位传感器安装在换挡机构附近，可避免因线束过长导致信号不稳的现象，换挡完毕后，换挡杆可以自动回正，减小误操作。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修14.安全气囊传感器(碰撞传感器)碰撞传感器是安全气囊的主要部件，其主要作用是检测碰撞信号，并传给气囊ECU，作为ECU判断是否需要发出点火信号碰撞解锁信号的依据。比亚迪·秦混合动力汽车主要装有前碰撞传感器、侧碰撞传感器、后碰撞传感器。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修15.高压配电箱比亚迪·秦的高压配电箱位于行李舱中动力蓄电池的左上侧。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修比亚迪·秦高压配电箱的主要作用是将动力蓄电池的电能分配给车载充电器、空调PTC、空调压缩机等各模块，也将车载充电器输送的电能分配给动力蓄电池包提供电能。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修16.低压辅助电源比亚迪·秦混合动力汽车低压辅助电源采用12V的低压铁电池，其位于行李舱中动力蓄电池的上方中间位置。低压铁电池是整车电子设备低压电的来源，为保证整车低压系统的正常运行，整车设计应尽量保证低压铁电池不会亏电，故在传统的设计上增加了智能充电系统，保证低压铁电池不会亏电。铁电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系统电压的稳定，保护电子组件。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修二、比亚迪·秦混合动力汽车控制策略（一）电辅助式控制策略任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修①当汽车在所允许的最低速度之下行驶时，电机运行。②当汽车所需的转矩大于发动机能提供的最大转矩时，电机提供辅助转矩。③当发动机在给定转速下运行在低效率时，发动机会关机，由电机提供所需的转矩。④当电池充电状态过低时，发动机会提供额外的转矩给电机，用来发电给电池充电。⑤制动能量再生时，电机给电池充电。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修当SOC>cs_lo_soc时为发动机工作区间。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修当SOC<cs_lo_soc时发动机工作区间图。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修（二）SOC转矩平衡式控制策略这种控制策略的思想是根据电池SOC的状态以及需求的转矩之间产生一个修正的转矩，使电池的SOC状态维持在指定的最高状态和最低状态的中间，同时保证发动机的工作点维持在高效范围内。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修①当汽车在所允许的最低速度之下行驶时，电机运行。②当汽车所需的转矩大于发动机能提供的最大转矩时，电机提供辅助转矩。③当发动机在给定转速下运行在低效率时，发动机会关机，由电机提供所需的转矩。④当电池充电状态低于最高值和最低值的平均值时，发动机会提供额外的转矩给电机，用来发电给电池充电。⑤制动能量再生时，电机给电池充电。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修（三）自适应控制策略这种控制策略也叫实时控制，它同时考虑了发动机的燃油消耗和排放，在每一时刻，都根据这一规则将转矩需求合理地分配给发动机和电机，以到达优化燃油消耗和排放的目的，在实际中，燃油消耗和排放同时达到最优化是不可能的，这种控制策略实际上是两种情况的折中。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修如图所示：图形中的黑实线代表发动机的最大转矩线，图形中的每一个椭圆形区域，表示当发动机转矩和转速在这个区域时，相应的值是最优的。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修对自适应具体的描述为：①发动机的瞬时效率、排放装置、电机和电池都包含在汽车优化中。②自适应控制策略是在驱动条件的基础上不断调整自己的发动机、电机、电池的温度、制动能量回收的数量等。③由用户自定义燃油经济性和排放目标。④对于每一个操作点，自适应控制策略都把电机-发动机的转矩联合起来来定义优化操作点。⑤整体性能是由每一时间步的最优燃油经济性和排放叠加的结果。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修（四）模糊逻辑控制策略由于发动机工作点的高度非线性，我们将发动机的转矩需求和电池SOC状态作为两个输入，然后运用模糊逻辑控制来进行优化，最后得到发动机的最优工作点，然后再由车辆的转矩需求减去发动机实际提供的就可以得到需要电机发出的转矩了。在汽车的整个运行中，主要分为起步、加速、匀速行驶、减速和怠速几个工况。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修在不同电池SOC状态下的各工况的运行情况。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修三、比亚迪·秦混合动力汽车控制系统检修（一）高压配电箱检修1.基本检查①穿戴高压防护套装，目视检查高压配电箱外观是否有破损。②目视检查各插接器连接是否可靠，线束是否有破损，若发现有破损或者是异常状况应立即停止使用车辆，并将车辆移至厂家指定维修站点。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修2.电气检测（1）检查高压配电箱空调熔丝（2）检查接触器电源供电（3）检查高压互锁信号任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修（二）电机控制器与DC总成的检修1.基本检查①打开前机舱盖，佩戴高压绝缘手套，目视检查DC/DC总成外观是否有破损。②检查各插接器连接是否可靠，线束是否有破损，若发现有破损或者是异常状况应立即停止使用车辆，并将车辆移至厂家指定维修站点。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修2.电气检测（1）检查动力蓄电池电压（2）电机控制器高压检测（3）DC/DC总成检测任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修（三）混合动力控制系统检测1.基本检查①目视检查电驱变速机构外观是否有破损、漏油现象。②检查电驱变速机构相关线束是否有老化、开裂等现象，发现有破损或者是异常状况应立即停止使用车辆，并将车辆移至厂家指定维修站点。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修2.在线检测连接诊断仪，在混合动力汽车上电后，读取混合动力控制单元相关数据流，根据数据流分析混动控制系统的状态，主要需要读取的数据有：高压互锁状态，高压电池绝缘电阻，低压电流，低压电压，DC/DC工作模式，高压电池SOC，高压电池电压，高压电池主接触器状态，碰撞传感器状态，CAN网络通信，挡位信号，蓄电池电压，空调压缩机等数据。任务2比亚迪·秦混合动力汽车控制系统构造与检修