GF54.10-P-2008FG
48 V 车载电气系统功能
10.04.2018
型号
213
带代码B01 (48 V 技术)
48 V 车载电气系统概述
48 V 车载电气系统在传统 12 V 车载电气系统的基础上进行了提高. 为内燃机的起动程序提供能量并给附加用电设备进行供电. 48 V 车载电气系统通过直流/直流转换器控制单元 (N83/1) 连接至 12 V 车载电气系统. 换言之, 12 V 车载电气系统通过直流/直流转换器控制单元替代了传统 12 V 发电机. 除此之外, 48 V 车载电气系统连同 48 V 车载电网蓄电池 (G1/3) 一起为整个系统提供额外的蓄电池容量. 直流/直流转换器控制单元在 48 V 车载电气系统中是能源管理的主控制单元.
48 V 车载电气系统中的能源管理计算起动机-发电机 (M1/10) (发动机 264) 或集成式起动机发电机 (A79) (发动机 256) 输出功率的电流和电压限值, 以实现 48 V 车载电网蓄电池的电荷平衡并稳固起动性能. 传动系统控制单元 (N127) 在 48 V 车载电气系统中是牵引力管理的主控制单元. 牵引力管理决定除内燃机外, 起动机-发电机 (发动机 264) 或集成式起动机发电机 (发动机 256) 是否产生驱动力矩或是否在发电机模式运行.
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事故发生后, 48 V 车载电气系统中的电源关闭以降低火灾风险. 辅助防护系统控制单元 (N2/10) 将碰撞信号通过用户界面控制器区域网络 (CAN) (CAN HMI), 电子点火开关控制单元 (N73), 悬挂 FlexRay (Flex E), 传动系统控制单元和混合动力控制器区域网络 (CAN) (控制器区域网络总线 L 级 (CAN L)) 传送至起动机-发电机控制单元 (N129), 还通过用户界面控制器区域网络 (CAN), 电子点火开关控制单元和车内控制器区域网络 (CAN) (控制器区域网络总线 B 级 (CAN B)) 传送至直流/直流转换器控制单元, 然后将其通过 48 V 车载电网蓄电池上的 48 V 车载电气系统局域互联网 (LIN) (LIN B22) 进行转发.
碰撞信号还会通过直通线路 (电路 30c) 发送至起动机-发电机控制单元, 直流/直流转换器控制单元和 48 V 车载电网蓄电池. 发生故障时, 会通过燃爆保险丝 (F63) 将电路 30c 永久断开.
起动机-发电机控制单元, 直流/直流转换器控制单元和 48 V 车载电网蓄电池随之断开与 48 V 车载电气系统之间的连接. 仅在电路 30c 接通且从电路 15C 断开变为电路 15R 接通时再次取消切断.
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直流/直流转换器控制单元监测辅助防护系统控制单元的总线连接. 如果总线连接故障或 48 V 车载电网蓄电池的充电量过低, 则直流/直流转换器控制单元通过车内控制器区域网络 (CAN), 电子点火开关控制单元和用户界面控制器区域网络 (CAN) 向仪表盘传送请求, 以发出警告信息.
48 V 车载电气系统功能包括以下子功能:
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供电
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动态怠速控制
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减少用电设备
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冷却 48 V 车载电网蓄电池
供电的功能顺序
供电功能包括以下子功能:
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给 48 V 车载电网蓄电池充电
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牵引力管理
给 48 V 车载电网蓄电池充电
直流/直流转换器控制单元通过 48 V 车载电气系统局域互联网 (LIN) 读取 48 V 车载电网蓄电池的数据, 并计算允许的电流和电压限值.
最后, 直流/直流转换器控制单元将这些数值通过车内控制器区域网络 (CAN), 电子点火开关控制单元和悬挂 FlexRay 发送至传动系统控制单元. 传动系统控制单元通过考虑以下输入因素 (例如, 空调系统打开) 对其进行评估. 并在电流和电压限值或特定温度充电特性的基础上计算起动机-发电机 (发动机 264) 或集成式起动机-发电机 (发动机 256) 的操作模式, 以为 48 V 车载电网蓄电池提供最佳充电水平. 传动系统控制单元随后将算得的操作模式通过混合动力控制器区域网络 (CAN) 传送至起动机-发电机 (发动机 264) 或起动机-发电机控制单元 (发动机 256).
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不可使用 48 V 充电器对 48 V 车载电网蓄电池进行直接充电,否则可能损坏 48 V 车载电网蓄电池.
牵引力管理
牵引力管理包括以下任务, 例如:
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遵照电流和电压限值
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在超速运转模式下转换为能量回收
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在加速过程中转换为扭矩支持
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在换档的同时平衡车速, 支持内燃机
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通过增加或降低载荷使内燃机处于高效范围内
装配发动机 264 的车辆:
传动系统控制单元通过混合动力控制器区域网络 (CAN) 与起动机-发电机通信并评估其运转率.
直流/直流转换器控制单元通过 48 V 车载电气系统局域互联网 (LIN) 读取 48 V 车载电网蓄电池的数据. 然后评估所有相关信息, 并计算允许的电流和电压限值. 最后, 直流/直流转换器控制单元将这些数值通过车内控制器区域网络 (CAN), 电子点火开关控制单元和悬挂 FlexRay 发送至传动系统控制单元. 传动系统控制单元通过考虑额外的输入因素 (例如, 空调系统打开) 对其进行评估, 并计算起动机-发电机的最佳操作模式. 传动系统控制单元随之将计算的操作模式通过混合动力控制器区域网络 (CAN) 发送至起动机-发电机, 后者随之采用该模式. 传动系统控制单元还检查输入因素的合理性, 以防止出现 48 V 车载电网蓄电池过度充电或充电不足的情况.
传动系统控制单元将起动机-发电机的最佳操作模式与其实际输出功率进行比较, 从而可检测 48 V 车载电气系统的能量状况. 连续比较并进行相应的校正称之为电源管理. 检测到不遵照允许电流和电压限值的情况时, 电源管理随之逐渐减少输出. 然后, 起动机-发电机可以完全用于输出.
装配发动机 256 的车辆:
传动系统控制单元通过混合动力控制器区域网络 (CAN) 与起动机-发电机控制单元通信, 并评估集成式起动机-发电机的转速.
直流/直流转换器控制单元通过 48 V 车载电气系统局域互联网 (LIN) 读取 48 V 车载电网蓄电池的数据. 然后评估所有相关信息, 并计算允许的电流和电压限值. 最后, 直流/直流转换器控制单元将这些数值通过车内控制器区域网络 (CAN), 电子点火开关控制单元和悬挂 FlexRay 发送至传动系统控制单元. 传动系统控制单元通过进一步考虑输入因素 (例如, 空调系统打开) 对其进行评估, 并计算集成式起动机-发电机的最佳操作模式. 然后传动系统控制单元将计算的操作模式通过混合动力控制器区域网络 (CAN) 发送至起动机-发电机控制单元, 后者随之设定最佳操作模式. 传动系统控制单元还检查输入因素的合理性, 以防止出现 48 V 车载电网蓄电池过度充电或充电不足的情况.
传动系统控制单元将集成式起动机-发电机的最佳操作模式与其实际输出功率进行比较, 从而可记录 48 V 车载电气系统的能量状况. 连续比较并进行相应的校正称之为电源管理. 检测到不遵照允许电流和电压限值的情况时, 电源管理随之逐渐减少输出. 然后, 集成式起动机-发电机可以完全用于输出.
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如果因出现故障导致 48 V 车载电网蓄电池的数据不可用, 能源管理切换至固定电压, 电压值取决于最后一次传输的充电量.
动态怠速控制
动态怠速控制对发动机的怠速转速进行调节, 因此在车辆怠速时, 不允许利用来自 48 V 车载电网蓄电池的高强度电流. 如果用电设备载荷较高, 则会设定更高的怠速, 以使起动机-发电机 (发动机 264) 或集成式起动机发电机 (发动机 256) 提供更大的电流, 以释放 48 V 车载电网蓄电池上的负载.
减少用电设备
如果起动机-发动机 (发动机 264) 或集成式起动机发电机 (发动机 256) 不再能提供所需电量输出, 则通过减少用电设备来降低 48 V 车载电气系统中的车载电气系统载荷. 这可以防止 48 V 车载电网蓄电池出现明显负向充放电的情形. 继而可以保持发动机的起动性能. 当能够再次提供稳定车载电气系统电压所需的电量输出时, 用电设备重新启用.
冷却 48 V 车载电网蓄电池的功能要求
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传动系统运行
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48 V 车载电网蓄电池的温度 > 25°C
冷却 48 V 车载电网蓄电池
48 V 车载电网蓄电池的输出总量取决于蓄电池温度. 为使 48 V 车载电网蓄电池可在更宽的温度范围内使用, 通过低温回路 2 对其进行水冷却. 传动系统控制单元负责温度控制. 其通过调节冷却液流量调节蓄电池温度. 热耦合需要直流/直流转换器控制单元与 48 V 车载电网蓄电池一起冷却.
48 V 车载电网蓄电池将以下信号通过 48 V 车载电气系统局域互联网 (LIN), 直流/直流转换器控制单元, 车内控制器区域网络 (CAN), 电子点火开关控制单元和悬挂 FlexRay 传送至传动系统控制单元:
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48 V 车载电网蓄电池的最低温度
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48 V 车载电网蓄电池的最高温度
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48 V 车载电网蓄电池的温度
传动系统控制单元直接读入低温回路温度传感器 2 (B10/14) 的信息.
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低温回路 2 的视图 (采用 48V 技术/代码 (B01)), 图示为发动机 264.9, 在车型 238.3 中
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低温冷却器 2
G1
车载电网蓄电池
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低温回路 1 和 2 膨胀容器
G1/3
48 V 车载电网蓄电池
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冷却液供给装置
M1/10
起动机-发电机
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冷却液回流装置
M43/7
低温回路循环泵 2
B10/14
低温回路温度传感器 2
N83/1
直流/直流转换器控制单元
传动系统控制单元评估来自低温回路温度传感器 2 的数据并通过传动系统局域互联网 (LIN) (LIN C3) 根据需要促动低温回路循环泵 2. 泵输出功率的增大会导致冷却液流量增加, 从而可使 48 V 车载电网蓄电池处更快冷却. 泵输出功率越小, 冷却越慢.
低温回路 2 中的废热通过低温回路 2 的冷却器扩散到周围区域中.
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48 V 车载电网蓄电池中集成了冷却和加热元件, 该元件由直流/直流转换器控制单元促动. 其他热量可通过此方式扩散掉. 温度较低时, 冷却和加热元件还可用于加热, 以确保 48 V 车载电网蓄电池更快达到最佳工作温度.
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传动系统控制单元将 "水冷却启用" 信号通过悬挂 FlexRay, 电子点火开关控制单元和车内控制器区域网络 (CAN) 传送至直流/直流转换器控制单元.
48 V 车载电气系统的电气功能原理图
PE54.10-P-2078-97DBA
能源管理系统部件概述
GF54.10-P-9990FG
