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奇骏e-power工作原理小解密
1 74 发布于 北京 2023-12-29 17:40:04 只看楼主 热门标准
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写在本文前面,***请绕道!为什么要“水”这篇文章,因为我是车主,不懂车,不是日吹,本人是做大型“扁线”电机运维的。


车是机械,机械操作员有必要了解机械的基本工作原理,在以后使用过程中不至于出现问题搞的手忙脚乱。本文也无版权,可以转发。非专业人士,水平有限,仅通过我有限的知识储备来写这篇“水”贴,其中很多在网上找了一些资料,难免语句不通、错别字、错误理解、层次不深和借鉴内容,请大家指正!
本文章会根据所掌握的知识持续更新。

一、奇骏e-power的来历


奇骏(X-TRAIL),美国名字是“Rogue”,是 2000年底在日产推出的一款全球车型,“X-TRAIL”中的“X”代表挑战4×4的车辆,“TRAIL”代表轮辙、崎岖的道路和越野地势,奇骏e-power是奇骏系列向油电直驱的进化产物。

第二代奇骏

第三代奇骏

第四代奇骏

电驱化奇骏

二、奇骏e-power铭牌



车身上有5个位置有标识,其中位置1为车辆识别号,位置2为空调标签规格,位置3为轮胎标牌,位置4为车辆识别号钢印,位置5为车辆铭牌。



车辆识别代号意义如下:


适用型式意义如下:










三、奇骏e-power工作原理


1、能源类型


国家定义为:非插电式混合动力。
汽车之家、懂车帝、易车定义为:汽油电驱。
我更同意是汽油电驱,常规车辆能源类型有汽油、柴油、油电混动、纯电动、插电式混动和增程式,这个e-power的汽油电驱是独一份,与常规能源类型不同,发动机100%发电,与车轮没有任何机械传动连接,发出来的电直接驱动电机,多余的存在电池里。e-power使驾驶者的驾驶感受无限接近与纯电车,整个动力系统是基于纯电车平台开发,发动机和发电机组成的汽油发电机代替了大容量电池。


2、动力系统架构:


以发动机为动力源的小型电力系统架构,主要部件为发动机-发电机-锂电池-前后逆变器-前后电动机-前后减速箱-轮胎组成;发动机为原动机或能耗制动负载。发电机和前后电动机都是永磁同步电机,转子是永磁体,所以这三个电机既可以作为发电机,也可以作为电动机,老外的叫法是motor-generator(电机发电机),因安装位置不同叫法就不一样,作为发电机就叫motor-generator No.1,作为前驱动电动机叫motor-generator No.2,作为后驱动电动机叫motor-generator No.3。逆变器是DC/AC功率转换器,主要核心部件是三相IGBT逆变桥,作用1是将motor-generator No.1/2/3发出来的三相交流电整流为直流电,对直流母线供电(至于电往哪里走,得看是什么工况),作用2是将直流母线上的直流电逆变为三相交流电,去驱动motor-generator No.1/2/3。前后减速箱作用是将motor-generator No.1/2/3输出的高转速(前后电机分别是10869 rpm、11500 rpm)通过齿轮组降低到可以驱动车轮或发动机的转速。锂电池是一个闪充闪放的功率型电池,容量2kwh,体积为纯电车的1/20,在系统中起到削峰填谷的作用,从小的讲类似与电子电路里的电容,从大的讲类似与电力系统中的储能电站(抽蓄),从原理上讲可以不要这个锂电池也能行车,只不过发动机会根据车况不停地改变转速(或压缩比)来匹配车轮上的功率,达不到节油效果,发动机这坨铁疙瘩的响应速率达不到加速效果。




2、为什么要采用这种动力系统架构?


个人猜想e-power在设计之初,设计理念就是不接受外部充电的情况下,采用油转电直驱方式造一台电动车。用在车上不好理解,用在全电驱动的船上大家应该可以理解,船是行驶在广阔的海面,不可能拖一根无限长的电线在海里航行,也不可能载着庞大的电池堆行驶在遥远的海里(可行但不适用,船是载货的不是载着电池在海里玩的,也不可能占着码头扎堆长时间充电),我国即将制造的全球最大24000TEU型核动力集装箱船,第四代钍基熔盐反应堆作为动力源,推进系统就是采用全电推进方案,双电机驱动双轴双桨,装机功率大,航速高,操纵性好。



3、行驶工况:


(1)起步或低速行驶:电池通过逆变器驱动motor-generator No.2/3(电动机工况),车辆起步或低速行驶;电池低于50%的某一个值(有预测电池充电功能,电池充电时机随路况变化而变化),发动机启动为电池充电;当电池大于50%的某一个值,发动机停机,车辆纯电行驶;周而复始,因发动机一启动就在最高效率输出工况,可节油。


(2)高速行驶:发动机启动通过motor-generator No.1(发电机工况)发电,一边通过逆变器直接驱动motor-generator No.2/3(电动机工况)高速行驶,一边通过逆变器向电池充电。当电池大于50%的某一个值,发动机停机,车辆纯电行驶;电池低于50%的某一个值,发动机启动为电池充电;周而复始,因发动机一启动就在最高效率输出工况,可节油。


(3)急加速(上陡坡):发动机启动通过motor-generator No.1(发电机工况)发电,同时与电池一并,形成合力驱动motor-generator No.2/3(电动机工况)急加速行驶,发动机启动时在最大功率输出工况(提高转速,或不提高转速去改变压缩比),可提供强劲驱动力。


(4)减速:当驾驶员轻踩油门减速或下坡时,motor-generator No.2/3(发电机工况)发电,通过逆变器向电池充电,实现动能回收;深踩刹车踏板将深度动能回收同时刹车盘机械制动,直至刹停。


(5)滑行:当车辆在低坡度路面下坡,或高车速松油门后,在某个特性车速下,电池既不充电、也不放电,发动机停机,车辆滑行前进。
(6)怠速行驶:在起步或减速后不踩油门,motor-generator No.2/3(电动机工况)模拟怠速行驶,速度约11km/h,不改变油车主使用习惯。在D档情况下,开启自动驻车功能,松开刹车后车辆继续停止,但不知道motor-generator No.2/3会不会在此种状态下输出(如果有输出motor-generator No.2/3会堵转);在D档情况下,关闭自动驻车功能,松开刹车后车辆会以怠速行驶。
(7)发动机制动:长下坡并且电池充满后,motor-generator No.2/3(发电机工况)发电通过逆变器带动 motor-generator No.1(电动机工况),motor-generator No.1(电动机工况)带动不喷油的发动机,实现发动机制动。
(8)极寒天气:极低温天气下,刚开车时如乌龟灯亮起,说明电池冷保护启动充放电受限,车辆动力也受限,发动机提高转速促使冷却液快速升温至正常温度,大约15分钟以内(根据车内温度变化),乌龟灯熄灭,正常行驶。这种情况下踩刹车,因电池充放电受限,动能回收的电将通过发动机消耗,此时发动机转速会升高(不喷油)。
(9)应急动力:系统故障后,强制电池输出带电动机,短距离应急行驶。
(10)单踏板模式(e-Pedal):仅靠油门踏板来控制加速和减速,大概油门行程向下的30%位置是滑行位置,向下踩是加速,向上抬是减速,车辆可以减速到怠速行驶,但不会将车辆刹死,车辆最终会以10公里左右的时速怠速前行。关闭时和油车一样的滑行减速度0.05G,开启时滑行减速度是0.2G,有强烈的拖拽感。单踏板模式开启时,深度动能回收和刹车盘机械制动同时工作,此时感觉到刹车踏板自动下压,刹车灯会亮起。

?e-Pedal 踏板系统使驾驶员只需通过加速踏板的操作就可以控制车辆减速。 


(11)自动、经济模式和B档的区别:自动模式加速和减速和油车无区别,油门是线性的,松油门减速度0.05G;经济模式加速时油门踏板要深踩,油门是非线性的,前面的行程对应的动力要小,加速度慢,另外松油门时,动能回收力度较强,减速度是0.12G,容易晕车;B档加速与自动档一致,松油门与经济档一致。经济模式和B档都是通过动能回收来减速的,刹车踏板不会自动下压,刹车灯不会亮起。
a.有的网友在吐槽为什么经济模式和B档减速时,刹车灯应该也要亮起。那么车商为什么不这么设计,从电气回路上看,刹车灯只受控与刹车踏板上的位置开关,只有且仅刹车踏板下压时,才会使位置开关动作,刹车灯点亮。从设计理念看,刹车灯属于最优先级别,不与其他回路和功能联通,防止刹车灯误点亮,在事故调查造成误判。从法规看,GB21670国标4.2.21.6“制动灯点亮指令”中,明确表示“4.2.21.6.4在松开加速踏板时产生制动力的电力再生式制动系不应发出上述指令”。单踏板模式属于自动控制制动系统,动能回收不属于制动,两者现象相似,但性质完全不同。
b.怎样驾驶才省油:一、要遵循能量守恒定律,由于电力转换中机械和线路损耗,相同距离下能量回收始终要小于发电量,能量回收的目的是回收将被浪费的能量,所以不要刻意去升高车速再减速去回收电能,那样浪费更大。二、必须要减速的路段,如频繁减速的大城市、红绿灯多的路段、拥挤堵车路段、山区弯多的路段,开启单踏板或B档或经济模式,这样会在必须减速的过程中进行强有力的能量回收,同时要做到“起步缓松油减”。三、在道路通畅的国道、省道、高速等很少减速的路况,自动档驾驶,在需要减速的路段,预判提前量,提前放油门通过滑行减速,尽量避免刹车减速,做到“起步缓放滑减”。四、车是机械,急加速和急减速都会对机械造成冲击、旋转部件磨损,佛系开车有助于车辆良好工况的保持。


(12)发动机的启动和被拖动: 先说启动,e-power系统的发动机没有传统启动机,是靠motor-generator No.1在电动机工况启动的,两者通过飞轮连接,利用的电池也是高压锂电池;从结构上讲,这种启动方式动力强,储备时间长,无机械启动齿轮打齿,可靠性高。再说拖动,也是靠motor-generator No.1在电动机工况拖动的,此种工况是在电池充满电,或者是极寒天气下电池温度低充电受限时,或者在下坡或踩刹车时,motor-generator No.2/3(发电机工况)发出的电通过motor-generator No.1(电动机工况)拖动不喷油的发动机消耗电能,实现电制动;这种情况下下陡坡或急刹车时发动机转速还会上升,以消耗更多的电能,提供更大的电制动力。


(13)四驱能力:当刹车时, motor-generator No.2/3(发电机工况)采用能量回收制动的平衡方式,以减速车辆,抑制了当只有前轮使用能量回收制动时发生的车体的俯仰,从而实现平缓减速并为乘客提供舒适的乘坐体验,这种刹车感受对于老司机来说,由于身体前倾感觉的减小,会误以为刹车软踩不住。检测轻微的轮胎滑倒,并确定驾驶时的抓地力限制。通过计算驱动力,根据驾驶员的操作实现转弯、加速度和减速,然后综合控制前后马达和左右刹车,该系统控制驱动力,以最大限度地实现四个车轮的抓地力,与传统的四驱只能改变到50:50的驱动力相比,前轮和后轮上各有电动机的四轮驱动系统能自由地将驱动力从100:0改为50:50。结合制动控制,可改变左右驱动力,并可对所有四个车轮的驱动力进行高速、高精度的控制。




四、奇骏e-power运行模式


1、正常模式:就是车主正常使用模式,开过车的都会使用,此部分省略。
2、检查模式:
(1)在车辆处于就绪状态的情况下打开发动机罩时,发动机起动。(这是***的吐槽点,包括三缸油奇骏。)维修模式下启动发动机,目的一是启动发动机以提醒维修人员此车在运行,防止发动机突然启动人体接触转动部位造成伤害;其二是在维修状态下,发动机启动(油车是提高转速),对电池充电,使电池保持充足电量,保障各电器正常工作,不至于维修人员误判(锂电池需要保持在30%以上)。
(2)可以使用CONSULT 功能,猜想是使用专用工控电脑插入数据接口进行各种检查。
(3)同时也可以不使用专用工控电脑,通过操作车辆档位开关、刹车踏板的组合操作进入检查模式,如设置两驱测试模式(60 秒内执行-将选档杆置于P档,打开电源开关-完全松开和踩下加速踏板,重复此过程三次-踩下制动踏板,将选档杆换至N档-完全松开和踩下加速踏板,重复此过程三次-踩下制动踏板,将选档杆换到P档-完全松开和踩下加速踏板。重复此过程三次),这种情况下仪表上的某些警告灯会闪烁,如e-POWER 系统警告灯、12V 充电警示灯、行驶就绪指示灯,普通车主千万不要尝试,这也是***发图文的常用伎俩。

五、奇骏e-power发动机


我愿意叫这个内燃机叫发动机,而不是增程器。是因为这车是油电直驱形式的,是发动机发电去直接驱动前后两个电动机的车,虽然有短距离的纯电驱动,但也是消耗发动机多余储存在电池里的能量而已。在这个系统里面,发动机是主角,电池是配角。

相对于油车,奇骏e-power发动机与车轮没有刚性连接,电气起到了缓冲作用,在急加速或急减速时发电机机械部件受冲击力相对较小。






这款发动机型号KR15DDT,排量1.5,涡轮增压,三缸。是的,就是让奇骏在国内跌下神坛的那款三缸机。我不懂机械,就粗略的讲一下所知道的。至于哪位大神能讲清楚构造原理,欢迎另起贴。

1、发动机结构


(1)缸体:全铝缸体,采用镜面熔射缸孔技术,这个技术是源自于GT-R发动机。
(2)活塞机构:可变压缩比连杆,在高负荷工况下,采用低压缩比,提高功率输出;在低负荷工况下,采用高压缩比,提高燃烧效率,提升燃油经济性。
(3)用在e-power系统:发动机一旦进入工作状态,不是最高效率输出,就是做大功率输出,在转速不变的情况下,改变压缩比改变输出功率。有43%热效率。
(4)与油车三缸KR15差异:只带三个负荷,一个是本体内链条带动的机油泵,一个是发动机本体冷却水泵,一个是通过飞轮连接的发电机。没有12V发电机,没有机械空调压缩机,因为发动机在行驶过程中会停机,所以一切不关于发动机运行的附件一律没有。本体上固定的电动空调压缩机都是电控的。外部结构相比油车简单了点。功率上减少了36kW,普通工作区间在1600转和2000转两个高效率点,通过这400转的转速差和可变压缩比来调节功率输出,运行工况比油车发动机好。

2、发动机本体




3、发动机机油润滑系统


(1)机油检查:起动发动机之前,将车辆水平放置并检查发动机机油油位。如果发动机已经起动,先停机,等待 10 分钟后再做检查。


(2)机油加注量
常规保养的加注量理论值为5.1升,4S店加注5升,一个大桶+一个小桶。由于这个发动机没有缸套,活动部件较常规的发动机多(可变压缩比机构),劝大家不要盲目的添加机油和抽取机油。买了这车就全程在4S店保养吧。



涡轮冷却管

涡轮的润滑系统,它需要可以承受高温高压的机油,也就是全合成机油。

机油泵


发动机油底壳,螺丝孔有丝套。

4、发动机冷却系统


此车有两个冷却液系统,一个是发动机的冷却,一个是电气部分的冷却。发动机冷却液系统是独立运行的,冷却水泵是由发动机皮带带动的,随发动机启停,该冷却水也是车辆暖风热源之一。



发动机冷却系统跟燃油车都差不多,分为大循环和小循环,这款发动机是由电动节温器来控制,正常情况下发动机刚启动节温器关闭进行小循环冷却液只在发动机系统进行循环,包括 EGR 冷却系统、涡轮的冷却系统。


发动接冷却水泵

电动出水管电子节温器

5、发动机控制系统


由于 e-POWER 系统是串联混合动力系统,因此发动机不用于为车辆提供动力。发动机基本上是根据 e-POWER 系统的请求起动/停止,并且发动机起动是由motor-generator No.1(电动机工况)完成的,与以下控制有关:发电控制、制动真空压力控制、e-POWER 蓄电池满充放电控制、空调加热器控制。在 e-POWER 系统中,motor-generator No.1(电动机工况)可以在不燃烧燃油的情况下转动发动机,此时ECM(汽车发动机控制模块) 不执行发动机控制。


6、增压空气冷却器冷却控制系统


增压空气冷却器(中冷器)的冷却系统与电气冷却系统共用,采用电子水泵循环。
增压空气冷却系统用于提高功率和降低耗油量。涡轮增压器内因其部件温度和压缩作用而受热的增压空气,在增压空气冷却器内可降至80℃。这样可提高增压空气的密度,从而达到更好的燃烧室充气效率。由此可降低所需增压压力。此外还能降低爆燃危险并提高发动机效率。




中冷器

7、废气再循环系统EGR


EGR是Exhaust Gas Re-circulation的缩写,即废气再循环的简称。废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管,并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2等多原子气体,而CO2等气体不能燃烧却由于其比热容高而吸收大量的热,使气缸中混合气的最高燃烧温度降低,从而减少了NOx的生成量。



(1)EGR阀
为了使EGR系统能更有效地发挥作用,必须对参加EGR的废气数量加以限制。随着负荷的增加,EGR的量也相应地增加,并能达到最佳值;怠速及低负荷时,NOx排放浓度较低,为保证正常燃烧,不进行EGR;暖机过程中,发动机温度低,NOx排放浓度也较低,为防止EGR恶化燃烧过程,不进行EGR;大负荷、高速或油门全开时,为保证发动机的动力性,不进行EGR;加速时,为了保证汽车的加速性及必要的净化效果,EGR在过渡过程中起作用。
排气再循环系统的EGR阀利用步进电机控制排气歧管控制排气再循环系统的流量,并根据来自发动机电子控制模块的命令的行驶状况来控制阀门的开度,进而调节排气再循环系统的流量。


EGR阀芯过的是燃烧后的废气,温度高且烟尘杂质多,长时间使用可能出现器件失效或执行机构卡阻,造成阀芯不能正常开启或关闭;出现故障的现象有:1、车辆冒黑烟,并且伴随加速无力;2、怠速不稳;3、油耗增加;4、动力不足;4、无法启动。EGR阀出现故障的原因:1、本身质量的问题;2、保养不当;3、废弃发阀老化;4、油品质量的问题。



(2)EGR冷却器
废气温度非常高,因此需要在EGR管路中接入一个冷却器并引入冷却液,来降低到达进气管路的废气温度。EGR冷却器就是一个热交换器,里面有数根细管组成,废气从发动机排气管中进入冷却器,流入细管,细管间隙通入冷却液,废气与细管接触,从而降低废气温度。






EGR冷却器常见故障:内部泄漏,加工工艺、腐蚀等原因,EGR冷却器内部出现裂纹或孔洞,冷却液就会流入EGR进气管路中,并跟随废气进入燃烧室。冷却液参与燃烧,会造成排气管冒出大量白烟;冷却液循环管路堵塞,废气的冷却程度不足,发动机爆震、运转抖动,水温过热警告灯。


检查EGR冷却器方法1,使用内窥镜观察废气管路里有无泄漏的冷却液;方法2,打压,检查冷却液回路有无渗漏。

8、燃油蒸发排放系统


最大限度地减少燃油蒸气从燃油箱释放到大气中。发动机在处于稳定状态时,如果燃油箱内的蒸气压力超过预定值,则EVAP双向阀打开,以使蒸汽进入EVAP控制活性炭罐,暂时由炭保持在炭罐内。随着发动机的运转,新鲜空气进入炭罐的底部,并将燃油蒸气带入进气歧管内。



电子节气门

9、燃油系统


(1)火花塞:NGK,ILMAR8G8GS,间隙0.8 – 0.9mm。
(2)高压燃油泵:高压燃油泵是由凸轮轴带动的柱塞式泵。燃油吸入:凸轮驱动的下降柱塞使来自低压燃油泵的燃油进入高压燃油泵。溢出以调节喷射量:尽管凸轮驱动的柱塞开始向上移动,但由于控制电磁阀,流入式单向阀仍处于打开位置,因此燃油未加压且溢出到低压燃油泵侧,通过改变此溢出量的大小来改变喷射量。燃油压出:当控制电磁阀接通时,流入单向阀关闭,燃油加压,当压力超过某一特定值时,推开单向阀以将燃油排放到燃油轨中。




油箱

10、曲轴箱强制通风


不增压时。窜气从曲轴箱强制通风阀流到进气歧管,但不会从单向阀流入增压通风管道。

增压时。由于进气歧管的正压,窜气不会从曲轴箱强制通风阀流到进气歧管。由于进气门的负压,它将通过“增压通风管”回流到进气歧管。

11、可变压缩比机构


可变压缩比发动机提高了增压发动机的燃油经济性,降低汽车的油耗。可变压缩比发动机在低负荷时,可以升高压缩比。在涡轮介入转速升高的时候,可变压缩比发动机可以降低压缩比。在不同模式下,驱动电机会旋转至不同的角度,带动一条控制臂,改变活塞在气缸中的下止点位置,进而改变发动机的压缩比。发动机可以产生8:1到14:1的任何压缩比,其最大扭矩在8:1时实现,在运动模式下,需要急加速时ECU会自动将压缩比调整至8:1来获取最佳加速性能;而最低油耗在14:1时实现,此时发动机燃油效率最高。电子发动机控制器可以实时响应油门踏板上的压力,无缝改变压缩比。


六、e-power系统


e-power系统由发动机、前牵引电机、后牵引电机、发电机、逆变器(前)、逆变器(后)和锂离子电池组成。这台发动机主要用于发电。发动机输出使发电机旋转并产生动力。产生的电力储存储在锂离子电池中,或直接供应给前牵引电机和后牵引电机。
发电机系统利用发动机产生扭矩。它通过使用发电机控制速度,为前牵引电机、后牵引电机和锂离子电池供电。此外,通过使用发电机控制发动机运行时的速度而不燃烧任何燃料,它可以释放前牵引电机和后牵引电机产生的再生功率以及锂离子电池中的充电功率。

1、油门踏板


双冗余配置,加速踏板位置传感器传输两个系统的信号,以便即使其中一个系统出现故障,也可以继续以最低水平行驶。


2、发动机仓开关


发动机罩开关安装在发动机罩锁上。VCM 在 CAN 通信中接收到来自 IPDM E/R 的发动机罩开关信号时启动发动机,P档情况下会进入检修模式。

3、刹车踏板开关


双冗余配置,制动灯开关集成了两个开关,一个常开一个常闭,并向 VCM 和 BCM 输入制动踏板的状态。
(1)常开开关:制动灯开关信号侧(制动灯 SW2 信号侧)的触点常开。踩下制动踏板时,触点闭合,电路导通。
(2)常闭开关:制动踏板位置开关信号侧(制动灯 SW1 信号侧)的触点常闭。踩下制动踏板时,触点闭合,电路切断。

4、高压主接触器


在连接高压电路之前,VCM 接通预充电继电器和系统主继电器 2。这种设计使高压电源在施加到每个系统之前,先通过预充电电路中的预充电电阻。在按下启动按钮时,没听到接触器吸合声音,应该是安装的静态接触器。


一旦逆变器(前)和逆变器(后)中的电容器被施加的电力充电,逆变器(前)和逆变器(后)就向 VCM 发送高电压供应完成信号。一旦 VCM 接收到信号,它将打开系统主继电器 1 并关闭预充电继电器,以开始向每个系统提供正常电量。


5、电机系统


前牵引电机和发电机采用结构紧凑、重量轻、输出功率高、效率高的内部永磁同步电机。为扁线电机,品牌博世和明电舍,与轩逸的圆线电机不同,体积小功率大,但维修难度大,贵。
前逆变器是一个DC/AC功率转换器,有两个逆变桥,两个功能:将直流电转换为交流电,并运行前牵引电机。将发电机产生的交流电转换为直流电。








(1)前牵引电机和发电机
前电机型号BM46,最大扭矩330Nm,最大输出功率150 kW,最大转速10869 rpm,水冷。
来自锂离子电池的直流电由IGBT通过其切换转换为交流电。三相交流电流过定子铁芯中的线圈,提供旋转磁场。旋转磁场拉动转子铁芯中的永磁体,然后磁体以与旋转磁场相同的时间旋转,产生扭矩。产生的扭矩几乎与电流成比例,转速取决于三相交流电的频率。


前电机和发电机电气原理图如下:


(2)后牵引电机
型号BM48,最大扭矩195Nm,最大输出功率100 kW,最大转速11500 rpm,水冷。
后牵引电机与后逆变器集成为一个单元。


(3)减速箱
相比与传统变速箱,电车的减速箱结构简单,故障率低,几个齿轮组成。减速箱里有润滑冷却机油,免维护。前齿比8.284,后齿比7.282,发电齿比0.5。








6、锂离子电池组


(1)高压电池组:采用锂离子电池作为车辆驱动电源。内置4个模组共96 个电芯,电压349V,重量53.3kg。属于功率型闪充闪放电池,30倍的放电倍率,极低的内阻,充放电水平很高。该电池是国内欣旺达代工,核心器件和工艺在日本本土制造。





(2)功率型与能量型电池的区别:
能量型电池以高能量密度为特点,主要用于高能量输出;能量型类似于马拉松选手,要有耐力,就是要求高容量,对大电流放电性能要求不高;由于能量型电池容量大,储存电量高,主要用在插混和纯电车型,电池是驱动车辆行驶的主要能量来源。
功率型电池以高功率密度为特点,根据国家标准 GB/T 31486—2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》,高功率蓄电池是指室温下最大允许持续输出电功率 (W) 和1C 倍率放电能量 (W·h) 的比值不低于 10 的蓄电池。主要用于瞬间高功率输出、输出的电池。功率型是短跑选手,拼的是暴发力。功率型电池主要通过降低电池内阻,进而提高冷却性能,大幅减少电能输入输出时的损耗。主要用于油混车型,此时汽油发动机(不管是直驱还是油转电)是车辆行驶的主要能量来源,电池只起到削峰填谷的辅助作用。
(3)关于功率型电池容量选择和寿命控制的猜想:
三元锂电池理论循环寿命可以达到满充满放1500次以上,磷酸铁锂电池的循环寿命可以超过满充满放2000次,功率型电池的寿命也是遵循这种规律。在e-power车型系统中,锂电池的充放电次数要远高与插混和纯电车型,但厂家电池质保是10年20万公里,这是怎么做到的?我没有官方数据,只作猜想。下面有两张电路图:


能量型与功率型电池可以理解为干电池和电容。
作为插混和纯电车型,在日常使用过程中,都以锂电池为主要能量来源,电池的充放电容量范围都能大,部分使用者在亏电和满充范围内使用,每满充满放一次,循环寿命减少一次。
作为油混或e-power车型,在日常使用过程中,汽油发电机为主要能量来源,交流电整流为直流后驱动车辆,发电机的功率输出恒定;在车辆行驶时,当车辆运动所需的能量小于发电机发电,发电机多余的电储存在锂电池中;当车辆运动所需的能量大于发电机发电,除了发电机的发电,同时锂电池释放电能和发电机一并供电;锂电池的充放电转换次数很快,远远超出插混和纯电车型;此时,需要通过核算车辆极端情况下电池的充放电功率,选择合适的锂电池容量,使车辆在行驶时电池的充放电始终不会出现满充满放现象;并且在锂电池容量选择时,满足充放电范围落在电池最佳工况;由于满充满放现象的杜绝+电池最佳工况, 电池寿命自然比较长。个人认为奇骏e-power虽然选择的是2度的锂电池,但真正行驶过程中能用到的容量要小于额定容量。


(4)DC/DC模块:高压电池组上安装一台DC/DC模块,是将高电压直流转换为12V直流,用于给车尾小电池充电,理论上两个月不开车都能保证小电池不亏电。该模块是进口件,大家在改装时要格外注意,以免损坏该模块。另外目前出现问题最多的就是加装流光套件,由于4S技师对该车电路不熟悉造成小电池亏电,车辆故障,所以流光套件必须按说明书接电。
(5)锂电池组冷却路径
冷却风扇(13V84.5W无刷直流电机)安装在锂离子电池组出风口处,可使车辆内的空调空气流向蓄电池体进行冷却,在做地垫时要注意不要堵住进出风口,以免造成电池工作不正常。
车辆内的空气从前排座椅下方获取,并输送至锂离子电池模块堆和 DC/DC 转换器,以冷却整个锂离子电池。根据由蓄电池温度传感器和 DC/DC 转换器的温度信号评估的车辆噪音情况、车速、发动机转速以及内部空调鼓风机电机转速,来确定蓄电池冷却风扇的目标转速。根据该目标速度,将用作蓄电池冷却风扇启动信号的占空比值更改为执行无级气流控制。


7、高压系统冷却系统



8、刹车系统


1、制动助力泵
集成了控制模块、总泵(电子真空泵)、制动助力器(电子助力泵)和行程传感器。
(1)控制模块:根据每个传感器和单元发出的信号,控制施加在制动钳上的制动液压力。
执行协同再生制动控制。当检测到故障时,系统将进入失效-保护模式。
(2)总泵:根据活塞移动量产生制动液压力。总泵产生的制动液压力将传送至 ABS 执行器和电气单元(控制单元)。
(3)制动助力器 :包含一个电机,并根据制动踏板踩下量和协同再生制动控制量产生助力。 使用助力在总泵中产生制动液压力。


2、制动系统说明


(1)电子智能制动单元是一个助力器系统,它使用一个内部电机操作总泵内的活塞,以产生辅助作用力。
(2)控制模块与电动智能制动单元集成在一起。
(3)当在行驶过程中踩下制动踏板时,将会对摩擦制动器(常规制动器)产生的制动力和牵引电机产生的再生制动进行协同控制。此外,协同控制与电动智能制动单元、ABS 执行器和电气单元(控制单元)协同执行。 
(4)再生制动的再生量由 ABS 执行器和电动单元(控制单元)执行,制动踏板力控制由电动智能制动单元执行。 
(5)该系统执行再生制动器和摩擦制动器(与传统车辆相同的制动器)的协同控制,并实现高效的能量回收。 
(6)施加在各制动钳上的制动液压力是根据牵引电机的再生量来控制的。 
(7)通过行程传感器检测制动踏板的工作量,并发送至电子智能制动器单元的控制模块。 
(8)电子智能制动器单元内的电机根据电子智能制动器单元控制模块发出的指令进行工作并推动总泵活塞。 
(9)推动总泵活塞,并将制动液压力发送至 ABS 执行器和电气单元(控制单元) 。
(10)当电子智能制动单元的电源系统出现故障时(不产生电压),将会从制动器电源备用装置向电子智能制动单元临时提供电压。同时,制动警告灯和制动系统警告灯点亮,且警告蜂鸣器鸣响。 
(11)当电子智能制动单元中出现故障时,VDC 功能将会执行控制(助力操作)。同时,制动警告灯和制动系统警告灯点亮。 
(12)当 PDM (电源输送模块)和 12 V 蓄电池中出现故障时,制动力将会由踩在制动踏板上的作用力决定(无助力操作)。同时,制动警告灯和制动系统警告灯点亮。 
(13)当制动电源备用单元中出现故障时,制动系统警告灯将会点亮。
(14)当电子智能制动器和 VDC 功能中出现故障时,制动力将会由踩在制动踏板上的作用力决定(无助力操作)。同时,制动警告灯和制动系统警告灯点亮。 
(15)当只有电动智能制动单元发生故障时,电动智能制动单元向 ABS 执行器和电动单元(控制单元)发送电动智能制动单元处于故障状态。 
(16)如果电子智能制动器、VDC 功能和电源系统出现故障,则将无法执行协同再生制动控制。

3、能量回收


(1)再生制动驱动牵引电机作为发电机,将轮胎转动产生的动能转化为电能。转化出的电能将充电至锂离子电池。 
(2)当制动器工作时(行驶期间),ABS 执行器和电气单元(控制单元)根据行程传感器发出的输入值(指示制动踏板工作量),计算所需的制动力,并将结果发送至 VCM。同时,它还会计算产生所需制动力需要的液压制动力。 
(3)VCM 计算产生所需制动力需要的再生制动力,并将结果发送至 ABS 执行器和电气单元(控制单元)。同时,牵引电机逆变器会使用牵引电机执行再生制动。 
(4)电动智能制动单元根据计算出的再生制动扭矩量,控制制动踏板力。


七、通风空调系统


(1)空调系统简介
此车的空调制冷系统实现常规单纯的制冷,不是电车的热泵空调,只能制冷不能制热,压缩机为电动涡旋压缩机,品牌法雷奥,使用锂电池通过前逆变器进行供电,制冷示意图如下。


空调单元

暖风系统有两个加热器,一个是靠发动机冷却水加热的加热器(盘管),一个通过锂电池供电的PTC加热器(参考空调的辅热)。
PTC 加热器控制系统:(1)根据发动机转速、发动机冷却液温度、环境温度、停电冻结信号(许可信号、保留信号、停止信号)、PTC 热请求信号、蓄电池电压和电气负载状态(远光灯请求、近光灯请求等)执行 PTC 继电器。(2)当 PTC 继电器点亮时,向 PTC 加热器供电。加热加热元件,使气流温度升高。寒冷气候下,发动机冷起动时,加热将会持续一段时间,直到发动机冷却液温度升高。(3)PTC 加热器的操作取决于环境温度和蓄电池电压。当环境温度为 8°C或以下时,PTC 加热器打开。环境温度为 12°C或更高时,PTC 加热器关闭。


(2)低温下为什么油耗高,电池电量高?


因素1,冷起机时,发动机要燃烧更多的汽油,让冻透的发动机和冷却液升温,短途行驶时发动机还没到最佳工况就停机了,油耗自然高。因素2,在低温情况下,车辆开启了暖风,发动机要维持冷却液温度,启动频次要比不开空调多,烧汽油的量比不开空调多。因素3,发动机在维持冷却液温度的同时,车辆又在中低速运行,多余的能量本来应该由电池储存,但这时电池已被充满,能量白白浪费了,油耗自然就上去了。

(3)低温下的起机油乌龟灯是什么原因,怎么办?


低温下的起机可能会出现乌龟灯,主要是由于锂电池在低温状态下活性降低,锂电池充放电受限,车辆动力受限。


怎样正确的热车:
a)启动车辆后,发动机会立即启动并升高转速,通过可变压缩比使发动机处于最低输出功率,发动机通过汽油的燃烧将冷却液快速升温。
b)驾驶员在启动车辆后立即开启暖风,因为锂电池温度是通过车内空气调节的,暖风出风口定在吹脚状态,低速行车,一般在15分钟以内会解除临时动力,乌龟灯熄灭。
c)误区1:启动车辆后,不开启暖风,致使车辆内部空气不升温,锂电池温度长期上不来,乌龟灯长亮。经常开油车老司机认为发动机的冷却液温度没上来,就不应该开启暖风,没有想到这车还有个电制热功能。
d)误区2:频繁重启车辆,想通过重启系统将乌龟灯熄灭。
e)误区3:堵住锂电池进出风口。


  • 用车经验
最后编辑于2024-02-02 19:33:35
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