別克混合動(dòng)力汽車基本結(jié)構(gòu)和組成

1、別克君越混合動(dòng)力汽車基本結(jié)構(gòu)和組成一、BAS Hybrid系統(tǒng)特點(diǎn)和基本結(jié)構(gòu)(一)特點(diǎn)別克君越(Buick Lacrosse )是上海通用汽車首款上市的混合動(dòng)力車輛。使用的混合動(dòng)力系統(tǒng)為BAS系統(tǒng)，即驅(qū)動(dòng)皮帶-發(fā)電機(jī)-起動(dòng)機(jī)(Belt Alternator Starter )系統(tǒng)。這是一種輕混合動(dòng)力系統(tǒng)(Mild-Hybrid )。該混合動(dòng)力車輛的主要目標(biāo) 就是提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放輸出。同時(shí)具有以下特點(diǎn)：?低阻力輪胎?空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)?再生制動(dòng)功能?減速斷油控制？車輛靜止時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉BAS混合動(dòng)力車輛的特點(diǎn)就是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供主要的車輛動(dòng)力，電 動(dòng)馬達(dá) 提供車輛的輔助動(dòng)力，同時(shí)電動(dòng)馬達(dá)也替代了傳

2、統(tǒng)車輛的起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。(二)Hybrid-GM BAS混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MGU（起動(dòng)笈電機(jī)）SGCMUZ發(fā)電機(jī)顯制橫袂）3相電纜BAS混合動(dòng)力車輛是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供主要的車輛動(dòng)力，電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)提 供車輛的輔助動(dòng)力，同時(shí)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)也替代了傳統(tǒng)車 輛的起動(dòng)機(jī)和發(fā)電 機(jī)。主要組成部件：1、起動(dòng)機(jī) / 發(fā)電機(jī)總成 MGU （Motor Generator Unit ）2、驅(qū)動(dòng)皮帶及雙向漲緊器總成3、起動(dòng)機(jī) / 發(fā)電機(jī)控制模塊SGC （ Starter/GeneratorControlModule ）4、36V銀氫電池組（NiMH 5、混合動(dòng)力電池組分離控制模塊（Gen erator Battery

3、 PackDisconnectedControl Module ),也叫能量存儲(chǔ)控制模塊(ESCM6、12V電池二、別克君越混動(dòng)汽車BAS Hybrid的系統(tǒng)組成和工作過程混合動(dòng)力車輛在工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)之間是互相配 合工作的，下圖詳細(xì)說明了各系統(tǒng)的工作過程。圖中橫坐標(biāo)代表時(shí)間，縱坐標(biāo)代表車速。店a力電池|折炬節(jié)也控制耋削H 徒砸生柞卜的就逮職汕|ljiaMIBSSISlJr 祠斥謁“如型- ASL /電 Zhiiiw 幣啟供亦)T岫梓時(shí)缸功機(jī)瓷閉(一)工作過程1、車輛停止階段發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入自動(dòng)停止模式(Auto Stop )，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀 態(tài)，沒 有燃油流向發(fā)動(dòng)機(jī)，車上的一些

4、附件裝置像燈光系統(tǒng)，娛樂系 統(tǒng)等都由電瓶 進(jìn)行供電。2、電動(dòng)馬達(dá)短暫工作階段(Auto Start )當(dāng)駕駛員松開制動(dòng)踏板，或踩下加速踏板車輛需要起步時(shí)，電動(dòng) 馬達(dá)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，燃油供應(yīng)恢復(fù)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。另外，當(dāng)滑行階段，車輛快要停止之前，電動(dòng)馬達(dá)會(huì)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)（發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)未供油），目的是使扭矩停價(jià)平順，駕駛性能更好。3、燃油供給階段此階段發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，消耗燃油。4、電動(dòng)助力階段當(dāng)駕駛員踩下油門比較深時(shí)，通過電動(dòng)馬達(dá)對(duì)車輛進(jìn)行電動(dòng)助力。5、智能充電階段在這一階段，電動(dòng)馬達(dá)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，電池組盡可能地從系 統(tǒng)中獲得更多的充電機(jī)會(huì)。6、減速斷油階段當(dāng)車輛進(jìn)入滑行階段或停下來后， 發(fā)動(dòng)

5、機(jī)被切斷燃油供應(yīng)， 在某些滑 行期間，為了保證扭矩的平順性，電動(dòng)馬達(dá)也將轉(zhuǎn)動(dòng)。7、再生制動(dòng)階段當(dāng)車輛減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止供油，變矩器鎖止，車輛帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn) 動(dòng)，電動(dòng)馬達(dá)此時(shí)作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電機(jī)相當(dāng)于車輛的負(fù)載， 對(duì)車輛又制動(dòng)作用（類似于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)），系統(tǒng)進(jìn)入再生制動(dòng)階段。（二）Hybrid-BAS系統(tǒng)主要元件1、Hybrid-混合動(dòng)力系統(tǒng)元件起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)總成MGUMGU對(duì)于混合動(dòng)力車輛來說，MGU既是起動(dòng)機(jī)又是發(fā)電機(jī)。例如在車 輛等待信號(hào)燈期間，發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，為了將車輛啟動(dòng)，MGU扮演起動(dòng)機(jī)的角色，直到發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)燃油的供應(yīng)：另外， MGU在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載 較高 時(shí)提供電動(dòng)助力。同時(shí)，MG

6、U也將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成三相 電力供應(yīng) 以滿足車輛的需求。請(qǐng)注意，帶有屏蔽裝置的藍(lán)色三相電纜代表電纜中傳送的是中間級(jí)別電壓（36 V） o下圖所示2、MGU本組成丟體及定/繞組總成滑環(huán)及炭刷電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)總成的內(nèi)部主要是由定子和轉(zhuǎn)子組成的,磁感應(yīng)原理。(I )定子線圈應(yīng)用的是電星型按法立F痢型接法PH-tf -jf8*AAFHPHAlf 7定子線圈也叫定子繞組或電樞繞組，由三組繞組組成，連接方式 分為星形接法和角形接法。(2)轉(zhuǎn)子線圈轉(zhuǎn)子線圈也稱為勵(lì)磁繞組，線圈通入直流電流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)， 其有效勵(lì)磁磁通與靜止的電樞繞組相交鏈。 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)隨 同一起旋 轉(zhuǎn)。每轉(zhuǎn)一周，磁感應(yīng)線順序

7、切割定子的每相繞組，在三相 定子繞組內(nèi)感應(yīng) 出三相交流電勢(shì)。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的強(qiáng)弱直接影響定子繞組 的電壓。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，三相電樞電流合成產(chǎn)生一個(gè)同步轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用，會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(3)工作原理當(dāng)MGU作為發(fā)電機(jī)使用時(shí)三村愛流電MGU驅(qū)動(dòng)皮帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)切割定子線圈，每一組定子線圈內(nèi)都會(huì)生成交流電動(dòng)勢(shì)，三組線圈會(huì)產(chǎn)生三相交流電 當(dāng)MGU作為起動(dòng)機(jī)使用時(shí)SGCM將36 V直流電源經(jīng)過逆變變成三相交流電，并通過三相電纜加載在定子線圈上，每一組定子線圈上都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交替變換的磁場(chǎng),SGCM腔制三相交流電的相位順序，就可以在電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)；該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)

8、子線圈內(nèi)的磁場(chǎng)交互作用，就可以推動(dòng)轉(zhuǎn)子按預(yù)設(shè)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，于是MGU就變成了起動(dòng)機(jī)，通 過驅(qū)皮帶，發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)。MGU內(nèi)部的定子為三相繞組。三相屏蔽電 纜連接在SGCM上，輸出/輸入36 V交流電，轉(zhuǎn)子線圈在SGCM的控制下產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)MGU作為起動(dòng)機(jī)使用時(shí)，SGCM需要知道轉(zhuǎn)子的位置和角度，以確定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，以便通過控制三相繞組交流電通電的順序控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并通過控制三相繞組內(nèi)電流的大小控制旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的大小，來控制起動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。在MGU的內(nèi)部安裝有角位置傳感器傳感曙激勵(lì)信號(hào)輸入信號(hào)-SIN信號(hào)輸用信號(hào)U廠CQS信兮輸出信號(hào)U0為輸入信號(hào)，U1為正弦信號(hào)輸出,U2為余弦信號(hào)輸出。也就是說

9、，U0為傳感器轉(zhuǎn)子隨起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電壓，U1/U2是傳感器定子線圈感應(yīng)產(chǎn)生的電壓SGCM根據(jù)輸入信號(hào)和兩個(gè)輸出信號(hào)的相位關(guān)系來判斷轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向3、驅(qū)動(dòng)皮帶驅(qū)動(dòng)皮帶有7個(gè)齒，其材料為人造纖維（芳綸，一種高性能的 特種纖維，全稱為“聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺”），具有韌性好，重量 輕，可承受高負(fù)載的特點(diǎn)。在電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，為了適應(yīng)所產(chǎn) 生的高轉(zhuǎn)矩，在驅(qū)動(dòng)皮帶上裝有兩個(gè)皮帶張緊器，張緊器帶有液壓減震桿。張緊器的作用是雙向 的，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)皮帶起到張緊的作用。雙向張緊器的布置示意圖如圖驅(qū)動(dòng)皮帶有7個(gè)齒4、起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)控制模塊控制模塊安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，內(nèi)

10、部是 32位處理器。三相電纜安 裝在SGCM的頂部，是同軸屏蔽電纜，藍(lán)色線表示電纜內(nèi)部的電源線是中間過渡 電壓電源線（GM將車用直流電定義為三種類型：0? 30V DC為低電壓；30?60V DC為中間電壓，使用藍(lán)色電纜；60V DC以上為高電壓，使用橙色電 纜)。電纜包括內(nèi)部導(dǎo)線和外層接地屏蔽。(1) SGCM作為逆變器的工作原理如下圖，當(dāng)MGU作為起動(dòng)機(jī) 時(shí)，SGCM要將混合動(dòng)力電池組36V的直流電轉(zhuǎn)換成三相的交流 電，以驅(qū)動(dòng)MGU SGCMt匕時(shí)是一個(gè)逆變器，將 36V DC直流電轉(zhuǎn) 換成36V AC交流電。+ I2VH2V/77/77MO場(chǎng)效應(yīng)管控制逆變器(2)當(dāng)MGU作為發(fā)電機(jī)使用時(shí)

11、，SGCM要將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成36V直流電，此時(shí)SGCM作為一個(gè)整流器使用，周時(shí)SGCM再將直流電分配到12V系統(tǒng)和36V系統(tǒng)中去。SGCM作為整流器和電壓轉(zhuǎn)換器，其工作原理如下圖。SGCM內(nèi)部有36V DC到12VDC電壓轉(zhuǎn)換器，12V系統(tǒng)給12V蓄電池充電及車輛其他電器使用，36V系統(tǒng)給混合動(dòng)力電池組進(jìn)行充電。12V DCDC-DCSGCM36V DCSGCM做電壓變換和整流器的功能(3) SGCM在12V系統(tǒng)電力不足時(shí)，模塊內(nèi)的輔助電源模塊將36V直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)?2V直流電源，將36V的混合動(dòng)力電池組的電能 補(bǔ)充到12V系統(tǒng) 中去。(4)在模塊工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流經(jīng) SGCM以

12、降低它的工作溫度，SGCM驅(qū)動(dòng)一個(gè)輔助冷卻泵(圖3-2-14 )，保證在發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作時(shí) 冷卻液仍然可以流過SGCMI控制自動(dòng)變速器輔助油泵工作?？刂瓶照{(diào)系統(tǒng)中的加熱器冷卻液泵控制制動(dòng)系統(tǒng)中的坡路保持電磁閥175A保險(xiǎn)絲(GM(8)在SGCM直流電纜端子盒蓋下方，有一個(gè)可維修的 零件號(hào)15305191工避免車輛的12V電氣系統(tǒng)電流過大(9)起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)控制模塊內(nèi)部有兩個(gè)溫度傳感器，用于檢測(cè)模塊的工作 溫度磁場(chǎng)控制SGCM空制框圖:晶!叟f.iMGU1三和兌流電tMGU12V電瓶引葷蓋開.關(guān)? G3GMLANSGCM電器HHVGMLAN一 HVAC水泵SGCr和MGI控制電路角位置傳感器電路圖

13、時(shí) 一一， r JsLIclIFIK*SV-B*?*04-DM54H FISAUZ0U2O 4KtS!wITrwKBFlss?f ?cTw.HUt尊i8疔2（三）Hybrid-混合動(dòng)力36V NiMH 電池組混合動(dòng)力車輛使用的是高效、長(zhǎng)壽命的銀氨電池組（ Ni - MH ）,能量以化學(xué)方式存儲(chǔ)在電池組中，在混合動(dòng)力系統(tǒng)需要時(shí)，再將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成直流電，供車輛使用。在電池組上有通風(fēng)裝置和一個(gè)電池組分離控制模塊（BatteryDisc onnect Con trol Mod-ule )NiMH電池組電池細(xì)分肉拎制模塊電池組通葡L扇1.電池組混合動(dòng)力電池組是由三塊12 V電池串聯(lián)連接組成的，每一塊12

14、 V電池都有一個(gè)電池護(hù)罩與電池固定在一起，電池將直流電能以 化學(xué)方 式存儲(chǔ)起來。電池組內(nèi)部部件如圖 3-2-20所示。要注意電池 護(hù)罩上的電源 極性符號(hào)，圖3-2-21中電池組接頭的正極柱已經(jīng)被拆 掉。每組矩7電瓶都由兩塊仁V電瓶并聯(lián)組2、混合動(dòng)力電池組的控制W電爪傳述簽(1)電壓傳感器電川誦應(yīng)我的護(hù)曾電壓傳感器監(jiān)測(cè)每一塊12V電池的電壓變化，信號(hào)提供給電池組分離控制模塊，三塊電池上各有一個(gè)電壓傳感器，電池組分離控制模塊分別監(jiān)測(cè)每一塊電池的工作狀態(tài)及電壓變化情況(2)電流傳感器電流傳感器為感應(yīng)型傳感器，安裝在電池組分離控制模塊內(nèi)部，用來診斷混合動(dòng)力電池組的功能。電流傳感器用于檢測(cè)36V電池組輸入/輸出電流的大小。(3)電池組溫度傳感器電池組共有6個(gè)溫度傳感器，每一個(gè)12V電池上有兩個(gè)。傳感器為熱敏電阻式，用來監(jiān)測(cè)每一個(gè)電池的溫度變化，信號(hào)輸入給電池 組分離控制模塊。(4)電池組分離控制模塊電池組分離控制模塊，也叫電池能量控制模塊，位于蓄電池組旁邊。模塊上有一個(gè)可拆卸的金屬蓋，當(dāng)拆開金屬蓋后，一個(gè)彈簧開關(guān)斷開流向SGCM的電流。電池組分離控制模塊通