2021款路虎发现运动插电式混合动力系统技术亮点(一)

2023年12月3日发(作者：新款奔驰c级2022款价格)

新车新技术New Car Tech —.栏目编辑：刘玺丨****************2021款路虎发现运动插电式混合动力系统技术亮点(一）?文/北京杨宝利一、PTA平台概述1.

PTA平台与规格参数概述2021款路虎新极光/发现运动采用同一平台，即高级横置架

构(PTA)平台，弓I入Mild

Hybrid曰ectric

Veh丨cle (轻度混合动

力系统MHEV)和PHEV(插电式混合动力系统)技术。本刊已介

绍过2019-2020款路虎极光MHEV技术。本文以2021款路虎发

现运动(Discovery

Sport)为例，介绍PTA平台PHEV混合动力

系统。PTA平台PHEV车型相关部件如图1所示，内燃机为

Ingenium 13(英杰力 3 缸)1.5L200PS(PS,马力 1PS=735.499W)

汽油发动机，发动机动力负责前轮驱动。后轮采用85kw电机来

驱动车辆。系统控制电机和发动机的协调运行，因此能够改善车

辆的性能和潜在的燃油经济性。混合动力系统能够仅使用电机

持续行驶，在高达50km的里程内不会产生任何废气排放。该电

机由一个11.3kW/hHV蓄电池进行供电。PTA

PHEV搭配八速

AW8G30自动变速器。电动后驱(eRAD)单元为后轮提供驱动

力，还能通过制动再生电力。在需要时，前轮和后轮同时提供驱动

力实现All

Wheel

Drive(全轮驱动AWD)功能。规格参数见表1。1-电动Ai「Conditioning(A/C)ffii机；2-HVBISG; 3-lngeniuml3

1.5L200 PS汽油发动机；4-HVBISG逆变器；5-燃油箱；6-电动后驱

动器（eRAD); 7-充电端口；

8-蓄电池；9-HVJB; 10-八速AW8G30自动变速器。____________________________________________________图1

PHEV系统部件56

MOTOR\"CHINA ?

April表1规格参数规格参数0-100km/h6.3m功率(ICE)功率(电机）功率(组合）200PS(147kW)115ps(85kW)300ps(220kW)续航里程(纯电动）续航里程(组合）50km644km 发动机ICE+50km电动(EV)最大速度(纯电动）最大速度(ICE和电动）140km/h201 km/hMPG(组合）1.7L/100kmNEDC(g/km)综合 C〇29g/km2. 操作模式PTA

PHEV车辆采用三种驾驶模式工作：(1) 混合动力模式：在混合动力模式下，车辆控制系统会自动确定何时使用发动机以及何时使用蓄电池电量。这样可确保混合

动力系统的最佳运行。在此模式下，将自动进行内燃机(ICE)和电

动后驱(eRAD)的切换。驾驶员可以操控和中止混合动力模式的自

动运行以满足自己的偏好。(2)

EV模式：在EV模式下，车辆将尽量仅使用eRAD。需要时，发动机将会启动，以支持较高的驾驶需求，例如，用力踩下

加速器踏板时。(3) 节电(SAVE)模式：客户可以在驾驶期间保持蓄电池电量。在EV菜单激活节能模式时，蓄电池电量将保持在激活时的水

平，同时混合动力驾驶模式启动。电量会有较小的波动。注意：

在节能模式下的车辆，将会和混合动力模式下蓄电池电量耗尽时

状态相同。3. 充电车辆随附一根家用充电电缆(模式2基本型)。在不使用时，

应当将家用充电电缆安全地存放在行李箱。只有在公共充电电缆

(模式3)和充电站不可用时，才可以使用家用充电电缆。只要有可栏目编辑：刘玺 *****************?能，就应该使用能够连接至充电站的公共充电电缆。车辆支持交

流(AC)和直流(DC)快速充电。充电端口位于左后面板内，与位

于车辆另一侧的燃油加注口盖成对应。在车辆解锁的情况下，按

下格栅的右上角即可使用充电端口。打开盖之后将其移到一旁，

即可使用充电端口。二、PHEV低压电源配电低压电源配电PHEV低压(12V：)电源配电示意图如图2所示。启动蓄电池

和辅助蓄电池通过配电盒(PSDB)为蓄电池接线盒(BJB)供电。

BJB再为以下接线盒供电：①辅助接线盒(AJB);②乘客接线盒

(PJB);③发动机接线盒(EJB);④后接线盒(RJB)。直流/直流转换器(DC/DC)取代了发电机，为两个12V蓄电

池充电。DC/DC整流器包含在高压接线盒(HVJB)中。通过使用

双蓄电池系统，可以在电源模式7(执行拖转起动时)，将拖转起动

设备(启动机电机和BISG)与车辆的其它电气负载隔离开来。只要

车辆控制器(VSC,集成在PCM中)提出请求(通常是在行驶中需

要12V系统执行拖转起动之前)，将会打开SW1,使主蓄电池脱

离电路与负载分隔开来。如果PSDB的任一侧发生故障，PSDB

将会打开SW2并将电路彼此隔离。PSDB的任一侧有一个“驻

车”模块,无故障一侧的蓄电池将会提供电源，以将车辆锁定在静

止状态。(1) 当发动机正在工作时，PSDB中的两个开关均关闭。DC为这两个蓄电池充电并为所有负载供电。(2) 在点火开关打开的情况下或处于EV模式时，PSDB开关1打开。DC/DC为辅助蓄电池和所有电气负载供电。启动蓄电池和

启动机系统负载与之隔离。这可确保在发动机启动时，供应至电

气负载的12V电源不会受到影响。另外，如果启动蓄电池电压低

于8V,则还会打开开关1。(3) 如果至主电源网络的连接发生中断(启动蓄电池电压低于1-配电盒（PSDB); 2-$甫助蓄电池；3-驻车锁执行器和eRAD逆变器；

4-蓄电池接线盒(BJB); 5-集成动力制动系统；6-直流/直流转换器(DC/

DC);

7-启动蓄电池；8-启动机；9-SW1开关1-启动蓄电池开关连接；10-SW2嵌2-辅助蓄电池賊雖。___________________________图2

PHEV低压(12V)电源配电coooooooocoooooooooo*ooooocoooooocooo?ooooNew Car Tech新车新技术8V),贝ijPSDB开关2将会打开。蓄电池2向备用负载(eRAD逆变

器和驻车锁执行器M共电，EV模式被禁用。(4)在车辆刚开始进入电源模式0(车辆锁定)时，所有电力均

由启动蓄电池和辅助蓄电池提供。DC/DC不会为任何12V电气负

载供电。当网络进入休眠模式时，PSDB开关2将默认处于打开

状态。在这种状态下，只有启动蓄电池为电气负载供电。2.12V电源断电警告：可能在某些情况下，当所有12V蓄电池均断开时，

DC/DC可以为12V电路供电。因此，对于任何需要断开12V系统

的作业，都需要停用DC/DC。这包括：① 操作安全气囊系统或在其周围工作；② 拆下存在对车身/底盘短路风险的任何带电电缆(例如，在

拆下启动机电机或B1SG时)。在断开12V蓄电池之前，请务必参考TOPIx中的认可步骤，

并使用认可的JLR诊断设备上的12V电源断电应用程序以停用

DC/DC。该应用程序可在诊断设备上的°维修功能”部分中找

到。在完成该应用程序并断开蓄电池后，使用数字电压表在跨接

启动端子处测量并检查确认12V系统的电压为0V。完成所有的工作后，首先连接辅助蓄电池，然后连接启动蓄

电池并打开点火开关。这将激活DC/DC。如果未按正确顺序连接

蓄电池，PSDB的诊断例行程序将失败，因而所有12V负载将被

禁用，EV模式将不可用。需要完成一次完整的睡眠/唤醒周期，

/以清除

PSDB中的错误。三

、PHEV高压(HV)部件1 ?概述PHEV高压(HV)部件如图3所示。HV部件拓扑如图4所示。

HV系统具有以下组件：①皮带集成式启动机发电机(BISG);②电动空调(eAC)压缩

机；③高压接线盒(HVJB);④高压(HV)冷却液加热器；⑤BISG逆变器；⑥HV蓄电池；

⑦充电端口；⑧电动后驱动器eRAD。HV冷却液加热器和HV空调泵是各车系都使用的部件。其他

部件是此平台专有的。下面分别介绍各部件的作用及工作原理。2.车辆监控控制器车辆监控控制器(VSC)是混合动力系统的管理器，集成在动

力系统控制模块(PCM)中。VSC负责控制以下事项：① 混合动力部件的通电/断电；②

HV蓄电池荷电状态的管理；③

HV蓄电池加热和冷却策略的管理；④ 动力传动系统总扭矩/功率需求的确定；⑤ 发动机和eRAD之间所需的推进扭矩最佳分配的确定；2021/04 ?親组觸病 57DC新车新技术New Car Tech1-皮带集成式启动机发电机（BISG); 2-电动空调（eAC)压缩机；3-高

压接线盒（HVJB); 4-HV冷却液加热器；5-BISG逆变器；6-HV蓄电池；

7-充电端口； 8-电动后驱动器eRAD。图3

PHEV高压(HV)部件回1-充电端口； 2-高压接线盒(HVJB); 3-皮带集成式启动机发电机(BISG);

4-BISG逆变器；5-HV蓄电池；6-eRAD逆变器；7-电动后驱动器

eRAD; 8-冷却液泵；9-冷却液加热器；10-HV加热器。图4

HV部件拓扑图⑥

PHEV操作模式的确定；⑦ 驱动模式转换的管理；⑧ 与变速器控制模块(TCM)共同控制变速器离合器组件，以

最大程度降低传动系统牵引和分流。⑨ 任何混合动力系统故障的管理。蓄电池HV蓄电池如图5所示，内部电路示意图如图6所示。HV蓄电

池规格为11.3kW/h/105干瓦电力，HV蓄电池和电缆可为车辆提

供DC

HV电源。HV蓄电池通过蓄电池充电控制模块(BCCM)为

其充电，或在发生再生制动时由eRAD供应的电能。该蓄电池的

额定电压为300V。蓄电池电量控制模块(BECM)是HV蓄电池的

一个组成部分。BECM控制单个电池单元的电压、内部温度、预

充电接触器和HV接触器。可用荷电状态范围为蓄电池100%实际

荷电状态的2%0~95%。58

MOTOR-CHINA ? April丨栏目编辑：刘蜜*****************1-HV蓄电池；2-至BISG逆变器的HV连接；3-冷却液进口； 4-冷却

液出口； 5-至eRAD的HVJB连接；6-12V连接；7-至HVJB的HV连接。图5

HV蓄电池1-HV蓄电池；2-维修开关（MSD)隔离器；3-BECM接触器；4-至eRAD的HV输出；5-至HVJ巳的HV输出。______________________图6

HV蓄电池内部电路示意图接触器当点火开关首次打开时，预充电接触器关闭，之后主正极

接触器关闭以使HV电路通过电阻形成回路。如果这一步操作成

功，在监测测试之后，主负极接触器则会关闭，以使HV电路通过

全部电压。当主负极接触器关闭时，预充电接触器打开。HV接触

器操作序列是：①预充电接触器关闭；②主正极接触器关闭；③

系统自检完成；④主负极接触器关闭；⑤预充电接触器打开。这一操作用于防止突发的初始电涌，以免主接触器端子间产

生电弧。同时也会进行绝缘监测，只要主接触器关闭，即可测试

所有受到监测的HV电路的绝缘完好性。当主接触器打开时，则仅可监测HV蓄电池的HV电路。为了在主接触器打开时继续监测

HV电路，会启动预充电接触器序列，以便对电路施加电压。电

压施加大约10ms,期间执行内部测量。在主接触器打开时，这

一测量会连续重复。每11天，BECM就会对HV蓄电池中的所有

电池单元执行一次电池单元平衡操作。电池平衡操作会将所有蓄

电池单元的电压降至各单元的最低电压水平。经过多次电池单元

平衡操作后，HV蓄电池的荷电状态会降低。为了避免降低HV蓄

电池荷电状态，建议在长时间不使用车辆时，应当通过车载充电

器将车辆连接至外部电源，或者每30天至少连接一次外部电源。5.蓄电池电量控制模块蓄电池电量控制模块(BECM)是HV蓄电池的一个组成部

分。BECM控制单个电池单元的电压、内部温度和HV继电器(接

触器)。BECM通过高速(HS)CAN电源模式0系统总线与HV系统

和其他车辆系统进行通信。该控制模块直接控制：①HV蓄电池栏目编辑：刘玺*****************钃New Car Tech新车新技术栗；②H连的由HV蓄电池加热器；③与A/C系统相

控制模块控制的HVVAC蓄电池

V冷却器；④H器。BECMV蓄电池隔离阀；⑤H接触

控制由HVV蓄电池输送或提供的

HV能量。如果H蓄电池内部温度超出正

ECM常工作温度范围，则B送或供应的能量。B将会限制所输

VECM还会控制HV蓄电

池的温度。在车辆行驶时，H蓄电池温度

CCM

控制将会工作。在通过充电端口将B连接至外部电源时，H会工作。6.高压互锁回路HVV蓄电池温度控制也

互锁回路(HVIL)是一个安全系统，

V用于防止H电缆在出于任何原因断开时带

V电。HVIL监测H接头与其对应的部件之

ECM间的完好性。HVIL由B且会将与之相关的DTC进行监测，并

设置在该模块中。

mA每个HVIL电路都由一个12V1

O一个电流感应电阻器组成。B电源和

监测流

ECM过电阻器的电流，以检测是否存在断路、

对地短路或对12V电源短路。H缆并不沿着HVV丨L电路电

V

电缆的长度布设，每个H接头中都有一个回路连接，这就使得电路

回路变得完整。HVIL电路的起点和终点都

在BECM处，图7所示为该电路经过的HVV

部件。拆下任何HHV部件上的HV电缆后，

将会断

应。这将导致功能下降，具体取决于发生

故障的位置处的部件。如果在充电时发生

HVIL互锁回路电路将会断开，BVECM开H电路。BECM会将HV蓄电池内的2

V个继电器断电，从而以电气方式断开H电池。蓄

故障，则充电将被停止。作为HVIL测

如果在车辆静止不动时检测到HVIL

故障，则HV试功能的组成部分，HVIL电路将会受到持

续监测。7.维修开关维修开关（M置，MSDSD接触器将被打开，HV电路将

被放电。如果在驾驶员尝试起步时检测到

HVIL故障，则HV蓄电池HV接触器将被关

)是一个高压维修断开装

V闭，车辆可以行驶。这是因为驾驶员坐在车

内，接触到裸露的HHVILV位于盖板下方的H蓄电池下

图8维修开关(MSD)电路的风险极小。在

V侧，如图8所示。MSD器之前将发生断路。这意味着，将无法

V中识别为断路的HV部件将不工作，尽

用于断开H蓄电池内的电

在HV蓄电池接线柱上测到任何电压。在

SD管只要H连接存在，功能就不会被削弱，

TC路。MSD具有一个锁杆，必须先移动

SD中国市场的车辆上，蓄电池M蓄电池前面。（末完待续>

E则位于

但是将会设置D。如果在车辆行驶时出

该锁杆才可拆下M。MVSD含有一个

现故障，则车辆将会继续行驶’直至车辆停

止，然后根据故障的位置，将会出现安全响250A保险丝，用于H下MSD电源供应。当拆

V(作者杨宝利工作单位：陆军装备部驻

北京地K ?肀代衣紐坫?嚷代衣宰>2021/04 ?親组觸蘇 59时，正极HV供电电路在H接触