項目三混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修PART031.了解比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)組成及特點。2.掌握比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)組成部件的作用、結構及原理。3.掌握比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)控制原理。4.掌握比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)檢修內容和檢修方法。5.能按照操作規(guī)范完成比亞迪·秦混合動力汽車相關控制系統(tǒng)的拆裝及檢修。任務目標一、比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)組成比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)主要由混合動力汽車控制ECU、發(fā)動機ECU、電池管理器、ABS控制單元、驅動電機控制器與DC總成、空調變頻器、P位電機控制器、擋位控制器、高壓電纜、漏電傳感器、加速踏板位置傳感器、制動踏板位置傳感器、車速傳感器、擋位傳感器、安全氣囊傳感器、高壓配電箱、低壓輔助電源以及輔助電器等組成。按照混合動力汽車實現(xiàn)的功能，其同樣可以劃分為能量管理系統(tǒng)、駕駛員信息傳遞系統(tǒng)、信息通信系統(tǒng)、安全故障管理系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修1.HVECU比亞迪·秦的混合動力汽車控制ECU集成于驅動電機控制器與DC總成內部，是整車能量控制中心，它可以接收各個傳感器及ECU的信息，并根據(jù)此信息計算所需的轉矩和輸出功率。2.發(fā)動機ECU發(fā)動機ECU接受HVECU發(fā)送的發(fā)動機轉速和所需的發(fā)動機動力目標，來控制發(fā)動機的工況。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修3.電池管理器比亞迪·秦電池管理器是電池管理系統(tǒng)的核心部件，位于行李艙車身右C柱內板后段，其主要功能有充放電管理、接觸器控制、功率控制、電池異常狀態(tài)報警和保護、SOC/SOH計算、自檢以及通信功能等；電池信息采集器的主要功能有電池電壓采樣、溫度采樣、電池均衡、采樣線異常檢測等。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修4.ABS控制單元（ABSECU）汽車行駛過程中緊急制動時，ABS控制單元根據(jù)檢測到制動踏板位置傳感器、車速以及車輪轉速等信息計算出汽車制動時所需的再生制動力并將信號發(fā)送到HVECU。在接收到信號后，HVECU立刻將實際的再生制動控制數(shù)據(jù)發(fā)送到制動防滑控制ECU。根據(jù)這個結果，制動防滑控制ECU計算并執(zhí)行所需的液壓制動力。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修5.P位控制器P位控制器是P位電機控制系統(tǒng)的關鍵部件，也稱為P位電機控制器。比亞迪·秦的P位控制器安裝在地板支架上，主要控制P位電機在P位時鎖止變速器，并在非P位時解鎖變速器，主要通過PWM完成對P位電機的控制。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修6.擋位控制器比亞迪·秦擋位控制器是線控換擋系統(tǒng)的關鍵部件，安裝在靠近擋位執(zhí)行器的乘員艙地板上。它的主要作用是采集變速桿的擋位信號，并根據(jù)控制信號控制擋位電機的工作，從而實現(xiàn)換擋控制。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修7.驅動電機控制器與DC總成驅動電機控制器和DC總成位于前機艙左側，其主要功能是控制電機和發(fā)動機驅動車輛行駛，同時包括CAN通信、故障處理、在線檢測、與其他模塊配合完成整車的工作要求以及自檢等功能。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修驅動電機控制器與DC總成是驅動電機控制器與DC/DC轉換器的集成體。驅動電機控制器是電機的驅動模塊，它可以接受HVECU的指令，并控制驅動電機的工作，其主要由輸入輸出接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。DC/DC轉換器縮寫為DC，是動力蓄電池高壓直流與低壓直流相互轉換的裝置，比亞迪·秦的DC/DC轉換器具有降壓和升壓功能。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修8.空調變頻器空調變頻器位于電動壓縮機上，是空調制冷系統(tǒng)中電動變頻壓縮機的供電裝置，它將動力蓄電池的高壓直流電轉換為高壓交流電供給空調系統(tǒng)中的壓縮機。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修9.高壓電纜比亞迪·秦的高壓電纜將驅動電機控制器與動力蓄電池包、電機以及空調壓縮機和空調PTC等高壓部件相連，用以傳輸高電壓、大電流的電能。高壓電纜一端接在行李艙右側中動力蓄電池包連接器上，而另一端連接在發(fā)動機艙左側的空調配電盒和發(fā)動機艙右側的驅動電機控制器與DC總成上。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修高壓電纜由驅動電機控制器直流母線與PTC小線總成、電池包正負極線、車載充電器小線、空調配電盒總成等組成。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修10.漏電傳感器漏電傳感器的功用是檢測高壓負極母線與車身之間的絕緣電阻，判斷高壓電池包的漏電程度。高壓系統(tǒng)漏電時，傳感器會發(fā)出信號給電池管理器，電池管理器接收到漏電信息后會根據(jù)漏電情況馬上報警或者控制馬上斷開高壓系統(tǒng)，防止高壓漏電對人或者物品造成傷害和損失。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修11.制動踏板位置傳感器比亞迪·秦的制動踏板位置傳感器安裝在制動踏板軸的一端，是雙滑動電阻式傳感器，它在制動踏板位置改變時產(chǎn)生表示制動深度的、同比例上升的兩個電壓信號，并將此信號發(fā)送給電機控制器及DC總成。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修比亞迪·秦的制動踏板位置傳感器有6個針腳，每3個針腳形成一個完成的線路，兩個電阻器分別布置在兩個線路中，形成兩個信號，一個是信號1，一個是信號2。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修12.加速踏板位置傳感器比亞迪·秦加速踏板安裝在駕駛室加速踏板軸的一端，用于檢測汽車加速或減速信號。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修比亞迪·秦采用的是雙滑動電阻式加速踏板位置傳感器，通過腳踩加速踏板使得傳感器內部指針滑動改變滑動電阻器的阻值，從而影響加載在其上面的電壓值。它有兩個滑動電阻器、6個針腳。每3個針腳形成一個完成的線路，兩個電阻器分別布置在兩個線路中。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修13.擋位傳感器比亞迪·秦采用先進的線控換擋系統(tǒng)，該系統(tǒng)消除了換擋與變速器之間的機械連接，通過電控方式來選擇前進擋、倒擋、空擋和駐車擋。擋位信號由擋位控制器總成進行采集和處理，擋位傳感器安裝在換擋機構附近，可避免因線束過長導致信號不穩(wěn)的現(xiàn)象，換擋完畢后，換擋桿可以自動回正，減小誤操作。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修14.安全氣囊傳感器(碰撞傳感器)碰撞傳感器是安全氣囊的主要部件，其主要作用是檢測碰撞信號，并傳給氣囊ECU，作為ECU判斷是否需要發(fā)出點火信號碰撞解鎖信號的依據(jù)。比亞迪·秦混合動力汽車主要裝有前碰撞傳感器、側碰撞傳感器、后碰撞傳感器。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修15.高壓配電箱比亞迪·秦的高壓配電箱位于行李艙中動力蓄電池的左上側。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修比亞迪·秦高壓配電箱的主要作用是將動力蓄電池的電能分配給車載充電器、空調PTC、空調壓縮機等各模塊，也將車載充電器輸送的電能分配給動力蓄電池包提供電能。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修16.低壓輔助電源比亞迪·秦混合動力汽車低壓輔助電源采用12V的低壓鐵電池，其位于行李艙中動力蓄電池的上方中間位置。低壓鐵電池是整車電子設備低壓電的來源，為保證整車低壓系統(tǒng)的正常運行，整車設計應盡量保證低壓鐵電池不會虧電，故在傳統(tǒng)的設計上增加了智能充電系統(tǒng)，保證低壓鐵電池不會虧電。鐵電池還可以吸收電路中的瞬時過電壓，保持汽車電器系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，保護電子組件。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修二、比亞迪·秦混合動力汽車控制策略（一）電輔助式控制策略任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修①當汽車在所允許的最低速度之下行駛時，電機運行。②當汽車所需的轉矩大于發(fā)動機能提供的最大轉矩時，電機提供輔助轉矩。③當發(fā)動機在給定轉速下運行在低效率時，發(fā)動機會關機，由電機提供所需的轉矩。④當電池充電狀態(tài)過低時，發(fā)動機會提供額外的轉矩給電機，用來發(fā)電給電池充電。⑤制動能量再生時，電機給電池充電。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修當SOC>cs_lo_soc時為發(fā)動機工作區(qū)間。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修當SOC<cs_lo_soc時發(fā)動機工作區(qū)間圖。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修（二）SOC轉矩平衡式控制策略這種控制策略的思想是根據(jù)電池SOC的狀態(tài)以及需求的轉矩之間產(chǎn)生一個修正的轉矩，使電池的SOC狀態(tài)維持在指定的最高狀態(tài)和最低狀態(tài)的中間，同時保證發(fā)動機的工作點維持在高效范圍內。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修①當汽車在所允許的最低速度之下行駛時，電機運行。②當汽車所需的轉矩大于發(fā)動機能提供的最大轉矩時，電機提供輔助轉矩。③當發(fā)動機在給定轉速下運行在低效率時，發(fā)動機會關機，由電機提供所需的轉矩。④當電池充電狀態(tài)低于最高值和最低值的平均值時，發(fā)動機會提供額外的轉矩給電機，用來發(fā)電給電池充電。⑤制動能量再生時，電機給電池充電。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修（三）自適應控制策略這種控制策略也叫實時控制，它同時考慮了發(fā)動機的燃油消耗和排放，在每一時刻，都根據(jù)這一規(guī)則將轉矩需求合理地分配給發(fā)動機和電機，以到達優(yōu)化燃油消耗和排放的目的，在實際中，燃油消耗和排放同時達到最優(yōu)化是不可能的，這種控制策略實際上是兩種情況的折中。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修如圖所示：圖形中的黑實線代表發(fā)動機的最大轉矩線，圖形中的每一個橢圓形區(qū)域，表示當發(fā)動機轉矩和轉速在這個區(qū)域時，相應的值是最優(yōu)的。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修對自適應具體的描述為：①發(fā)動機的瞬時效率、排放裝置、電機和電池都包含在汽車優(yōu)化中。②自適應控制策略是在驅動條件的基礎上不斷調整自己的發(fā)動機、電機、電池的溫度、制動能量回收的數(shù)量等。③由用戶自定義燃油經(jīng)濟性和排放目標。④對于每一個操作點，自適應控制策略都把電機-發(fā)動機的轉矩聯(lián)合起來來定義優(yōu)化操作點。⑤整體性能是由每一時間步的最優(yōu)燃油經(jīng)濟性和排放疊加的結果。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修（四）模糊邏輯控制策略由于發(fā)動機工作點的高度非線性，我們將發(fā)動機的轉矩需求和電池SOC狀態(tài)作為兩個輸入，然后運用模糊邏輯控制來進行優(yōu)化，最后得到發(fā)動機的最優(yōu)工作點，然后再由車輛的轉矩需求減去發(fā)動機實際提供的就可以得到需要電機發(fā)出的轉矩了。在汽車的整個運行中，主要分為起步、加速、勻速行駛、減速和怠速幾個工況。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修在不同電池SOC狀態(tài)下的各工況的運行情況。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修三、比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)檢修（一）高壓配電箱檢修1.基本檢查①穿戴高壓防護套裝，目視檢查高壓配電箱外觀是否有破損。②目視檢查各插接器連接是否可靠，線束是否有破損，若發(fā)現(xiàn)有破損或者是異常狀況應立即停止使用車輛，并將車輛移至廠家指定維修站點。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修2.電氣檢測（1）檢查高壓配電箱空調熔絲（2）檢查接觸器電源供電（3）檢查高壓互鎖信號任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修（二）電機控制器與DC總成的檢修1.基本檢查①打開前機艙蓋，佩戴高壓絕緣手套，目視檢查DC/DC總成外觀是否有破損。②檢查各插接器連接是否可靠，線束是否有破損，若發(fā)現(xiàn)有破損或者是異常狀況應立即停止使用車輛，并將車輛移至廠家指定維修站點。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修2.電氣檢測（1）檢查動力蓄電池電壓（2）電機控制器高壓檢測（3）DC/DC總成檢測任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修（三）混合動力控制系統(tǒng)檢測1.基本檢查①目視檢查電驅變速機構外觀是否有破損、漏油現(xiàn)象。②檢查電驅變速機構相關線束是否有老化、開裂等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)有破損或者是異常狀況應立即停止使用車輛，并將車輛移至廠家指定維修站點。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修2.在線檢測連接診斷儀，在混合動力汽車上電后，讀取混合動力控制單元相關數(shù)據(jù)流，根據(jù)數(shù)據(jù)流分析混動控制系統(tǒng)的狀態(tài)，主要需要讀取的數(shù)據(jù)有：高壓互鎖狀態(tài)，高壓電池絕緣電阻，低壓電流，低壓電壓，DC/DC工作模式，高壓電池SOC，高壓電池電壓，高壓電池主接觸器狀態(tài)，碰撞傳感器狀態(tài)，CAN網(wǎng)絡通信，擋位信號，蓄電池電壓，空調壓縮機等數(shù)據(jù)。任務2比亞迪·秦混合動力汽車控制系統(tǒng)構造與檢修