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汽车充电系统的发展简述
来源:汽车维修技师  作者:佚名  2014-09-07 08:15:37


    随着汽车技术不断的更新,电子控制方面愈加精密,同时为了符合日趋严格的排放要求,充电系统也逐渐融合了整车电子控制方面,得以让车载电脑控制充电系统成为一种趋势。此为充电系统的第三个阶段。接下来
    下面就以大众全新桑塔纳的充电系统为例(如图3所示),一该充电系统的发电机上的线路和第二阶段类似,发电机上面共有三根线,至蓄电池的一根最粗的常火线,为发电机向蓄电池的充电线A,而另外两根线则完全不同于传统的充电系统,分别是,一根连接至车身控制模块J519的充电信号L线,另一根连接至发动机控制单元的DFM线,那么这个充电系统的工作原理和之前的又有什么不同呢?

    首先是充电的信号L线,L线在打开点火开关时,J519通过L线在发电机内部搭铁,正常情况下此时该线电压为1V左右,当L线电压正常,则J519通过CAN线发送信号给仪表,仪表控制充电指示灯点亮(但实际情况证明,若L线断路,充电指示灯仍然能够点亮)。若发电机正常充电后,L线电压则为充电电压,J519接收该信号电压后,再次发出指令,通过CAN线让仪表关闭充电指示灯。此时的L线电压数据也是J519执行负载管理模式一的参考信号线,而负载管理的目的是确保蓄电池有足够的电能,在保证安全的前提下,适当的关闭舒适功能的一种管理。该管理有三种模式,模式一的前提条件是:15号线接通并且发电机处于工作状态,此时如果L线电压低于12.7V,则控制单元要求发动机提高怠速,而如果蓄电池电压低于12.2V,下面这些用电器将会被依次关闭:座椅加热、后风窗加热、后视镜加热、转向盘加热、脚坑照明、门内把手照明、空调系统、信息娱乐系统。模式二的条件则是:15号线接通并且发电机未工作,如果J519监测到电源电压低于12.2V,则空调耗能降低或关闭,脚坑照明、门内把手照明、上下车灯,离家功能关闭,信息娱乐系统关闭。模式三的条件是:15号线断开并且发电机未工作,如果J519监测蓄电池电压低于11. 8V,此时车内照明灯、脚坑照明、门内把手照明、上下车灯、离家功能、信息娱乐系统都会被关闭。由于L线是负载模式一的参考信号线,所以当L线出现断路的时候,J519就会报出由于电压过低造成功能受限的故障码,同时会出现负载管理模式一的结果。而发电机上的DFM线连接至发动机控制单元,由发动机控制单元通过输出至DFM的占空比信号大小,来控制发电机的输出电压。当车上大功率用电器被打开,发电机负荷增大时,发动机控制单元一方面提高DFM线占空比,提高输出电压,同时适量增大节气门开度,提高发动机输出功率,避免发动机出现转速不稳等症状。而若该线出现断路等故障,则发动机控制单元会记忆故障码,同时报发电机端子DF负荷信号不可信的故障。
    第三阶段的充电系统仍然采用了充电指示灯来监测充电系统是否正常,但是该充电指示灯的控制和第二阶段充电灯的控制是完全不同的,前面已经说明该充电指示灯由仪表控制单元来独立控制的。当打开点火开关后,哪怕断开发电机上的插头,此时充电指示灯同样会正常点亮,而启动后不管是否充电,仪表检测到转速信号后,会主动熄灭充电指示灯。笔者仍旧以全新桑塔纳为例,说一下该充电系统的一个特点—充电指示灯延时打开或关闭功能。先拔掉该发电机上的充电信号L线和DFM线,启动发动机,此时的发电机是没有发电的,但启动后充电指示灯也会熄灭不会马上点亮,这可能让大多数技师都无法理解,可事实就是这样。那么这个充电灯到底在什么情况下才会点亮呢?此时让发动机继续运转,打开大灯等较大负荷,以便快速降低电源的电压,当车辆整车的电压低于11V左右时,充电指示灯才开始点亮。接着再接回L线和DFM线,让发电机恢复充电,按照常规思维,接回两根线的瞬间,发电机马上充电,那么充电指示灯也会马上熄灭,但事实证明又不是这样,充电灯在恢复充电十几秒之后才熄灭。由此说明该车充电灯不亮,不能说明发电机一定在发电,同样充电灯点亮,发电机不一定就没有发电,而若充电灯点亮,则说明整车电压已经低于警戒值,此时驾驶员不要轻易熄火,否则有可能导致无法再次启动了。
    而该车发电机另一个特点则是传统的充电系统无法想象的,那就是DFM线损坏后的高转速恢复充电功能。按照常规理解,当发电机上的DFM线损坏断路时,针对传统的发电机,此时无论如何发电机都不可能再充电了,可是针对该类型发电机而言,却超出我们的想象。此时若发动机转速不高,发电机确实不会发电,可当发动机转速超过2000r/min以后,发电机竟又神奇的正常发电了。一开始笔者认为是励磁线圈的剩磁发电,可当笔者断开发电机至蓄电池充电A线时,另外再接一个负载,不管发动机转速如何升高,发电机始终无法再发电。
这个足以证明DFM线损坏后的充电和发电机的剩磁无关,而是由发电机上的充电线A直接通过发电机的内部调节器,来为励磁线圈提供电压恢复充电。但是充电A线为励磁线圈提供电源的前提是发电机的转速要达到2000r/min,并且发电机的充电信号线断开。这两者若任一个缺失,则A线永远也不会为励磁线圈提供电源了。
    第三阶段的充电系统中,充电系统已经融入了整车电子控制部分,发电机与车身控制单元和发动机控制单元都密切相连,结合严格的排放要求,因此能量回收系统的使用就顺理成章了。而能量回收系统,就是利用发电机将多余的能量以电的形式输送给电池,避免了燃料的消耗。该系统中,即使是发电机在满负荷充电时,也可能不会额外增加消耗多余的燃料。当驾驶员释放加速踏板或者施加制动,车辆减速,能量回收系统就将机械能通过发电机以电能的形式回收,在发动机控制单元的调节和控制下,升高发电机的充电电压,给电池系统进行充电。而当车辆加速或匀速时,则可能降低发电机的输出电压,甚至完全停止发电机的充电,从而降低发动机的负荷,提高了燃油经济性。
    随着未来技术的进步,以后的充电系统可能还会有一些改变,但是不论未来如何变化,也只是在第三阶段的充电系统基础上,来做一些完善和补充。因为第三阶段的充电系统,已经充分的和车身控制系统实现了完美统一和相互的兼容了。

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关键词:充电系统

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