長安馬自達(dá)車i-ELOOP系統(tǒng)的組成及工作原理簡介

南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 唐志橋

長安馬自達(dá)CX-5、昂克賽拉等車型配備了智能能量回收（英文全拼為Intelligent Energy Loop，簡寫為i-ELOOP）系統(tǒng)，該系統(tǒng)在減速期間使用電容器快速充電以供電氣設(shè)備使用，這樣可減少用于提供電能的燃油量，提高了燃油效率。下面介紹長安馬自達(dá)車i-ELOOP系統(tǒng)的組成及工作原理，希望對廣大維修人員有所幫助。

1 i-ELOOP系統(tǒng)的組成

如圖1所示，長安馬自達(dá)車i-ELOOP系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)、電容器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、電流傳感器、蓄電池及發(fā)動機(jī)控制單元（PCM）等部件組成。

1.1 發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)動機(jī)室左前側(cè)，根據(jù)車況產(chǎn)生12 V～24.3 V的電壓，并對電容器充電。發(fā)電機(jī)的發(fā)電量由PCM控制。到達(dá)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始勵磁電流由電容器提供，當(dāng)發(fā)電機(jī)開始發(fā)電時(shí)，電容器提供的勵磁電流會中斷，此時(shí)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能用于產(chǎn)生勵磁電流。

1.2 電容器

電容器（圖2）位于左前照燈下部，它是一種可以瞬間充入和放出大量電流的蓄電設(shè)備，可在短時(shí)間內(nèi)高效充入發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能。電容器內(nèi)部配有熱敏電阻型溫度傳感器，用于檢測電容器的溫度，并將信號輸入到DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于充放電控制。電容器上配有放電盒、熔絲和維修塞，放電盒用于確保電容器廢棄時(shí)的安全性，通過使用電阻強(qiáng)制電容器放電，保證電容器即使在拆下后也不會有安全隱患；熔絲用于保證電容器的電流符合其安全標(biāo)準(zhǔn)；通過拉出維修塞可以中斷24.3 V的電源。

圖2 電容器

1.3 DC/DC轉(zhuǎn)換器

DC/DC轉(zhuǎn)換器安裝在駕駛?cè)藗?cè)座椅下方，其作用為降低電容器提供的電壓，為電氣設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。如果電容器提供的電能超出電氣設(shè)備的額定電壓，DC/DC轉(zhuǎn)換器會將電壓降低至12 V，然后再將電能提供給電氣設(shè)備。另外，在i-stop（智能起停）系統(tǒng)重新起動發(fā)動機(jī)時(shí)，DC/DC轉(zhuǎn)換器給用電設(shè)備提供穩(wěn)定的供電。

1.4 電流傳感器

電流傳感器安裝在蓄電池負(fù)極上，用于監(jiān)控蓄電池狀況。電流傳感器通過LIN線將蓄電池狀況（蓄電池的充電/放電電流、蓄電池電壓、蓄電池端子溫度等）信息發(fā)送給前車身控制模塊（FBCM），再由FBCM將信號通過CAN線發(fā)送給PCM等控制單元。

2 i-ELOOP系統(tǒng)的工作原理

i-ELOOP系統(tǒng)的主要工作模式有再生制動模式、傳統(tǒng)發(fā)電模式、電容器供電模式、蓄電池供電模式、i-stop模式、旁通模式、預(yù)充電模式等。

2.1 再生制動模式

如圖3所示，釋放加速踏板，在鎖止離合器（TCC）接合時(shí)的停止供油期間，發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)作，并將電能儲存在電容器中，儲存在電容器中的電壓被DC/DC轉(zhuǎn)換器降低，然后將電能供至電氣設(shè)備和蓄電池。

圖3 再生制動模式

2.2 傳統(tǒng)發(fā)電模式

在勻速和加速行駛過程中，發(fā)電機(jī)開始工作，產(chǎn)生的12 V～24.3 V的電能會儲存到電容器中，儲存在電容器中的電壓被DC/DC轉(zhuǎn)換器降低，然后將電能供至電氣設(shè)備和蓄電池。與再生制動模式相比，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電量較低。

2.3 電容器供電模式

當(dāng)電容器電壓超過蓄電池電壓時(shí)，儲存在電容器中的電壓被DC/DC轉(zhuǎn)換器降低，然后將電能供至電氣設(shè)備和蓄電池。

2.4 蓄電池供電模式

當(dāng)電容器電壓低于特定值或在發(fā)動機(jī)起動期間，電能從蓄電池提供給電氣設(shè)備。

2.5 i-stop模式

如圖4所示，在i-stop系統(tǒng)重新起動發(fā)動機(jī)期間，由蓄電池和電容器共同供電，從而確保有充足的電源提供給車輛電氣設(shè)備。DC/DC轉(zhuǎn)換器中的i-stop繼電器關(guān)閉，蓄電池給起動機(jī)和電氣設(shè)備2提供電源，電容器給電氣設(shè)備1提供穩(wěn)定的電壓。

圖4 i-stop模式

2.6 旁通模式

如圖5所示，當(dāng)車輛電流消耗超過50 A、DC/DC轉(zhuǎn)換器中的降壓電路發(fā)生故障或蓄電池充電量低于65%時(shí)，DC/DC轉(zhuǎn)換器中的旁通繼電器接通，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能直接提供給電氣設(shè)備和蓄電池，不過此時(shí)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電量會受到抑制。注意：如果連接了高容量音響或其他電氣設(shè)備，由于增加了車輛電負(fù)荷，旁通模式可能頻繁運(yùn)作。

2.7 預(yù)充電模式

如果電容器電壓低于一定值時(shí)，電容器提供給發(fā)電機(jī)的勵磁電流會降低，發(fā)電機(jī)可能無法發(fā)電，此時(shí)蓄電池會向電容器進(jìn)行充電，如果此時(shí)發(fā)動機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，組合儀表會顯示向電容器充電指示。如果由于不當(dāng)操作導(dǎo)致蓄電池電量耗盡，使用蓄電池連接線將發(fā)動機(jī)起動后，需要等組合儀表上的電容器充電指示燈熄滅后才能拆下連接線。