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昂科威启停系统-你应该知道的那些事

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发表于 2017-01-15 09:11

    启停系统技术的基本原理是在车辆遇到路口红灯或者拥堵时,发动机处于怠速状态,此时控制系统发出相关指令让运转着的发动机自主关闭,随后只要车主踩下离合器、油门踏板或者松开刹车的瞬间,就可以再次起动发动机转入正常行驶状态,从而实现怠速时的零排放。

    启停系统主要一般所必需要增加的零件有:离合器/空挡开关或传感器、具备深度放电能力的蓄电池、蓄电池传感器、可频繁起动的起动机、启停控制开关和指示显示等。1. 启停主开关,仪表板上的启停控制按钮(如果有配置)2. 仪表指示灯,组合仪表上启停指示3. 左前门开关,判断驾驶员状态,如是否在车内。4. 驾驶员安全带也是条件之一5. 制动真空度传感器,判断刹车系统真空系统是否足够,以决定是否启用启停系统6. 离合器顶部开关/离合器底部开关,判断离合器是否被踩下,确定是否进入启停模式7.空档传感器,判断车辆是否处于空挡8. 蓄电池及传感器,发动机起动过程中电流较大,蓄电池放电很快,频繁启停对蓄电池要求高。

    启停功能的实现主要取决于电机电控和启停蓄电池两大方面因素:一.电机电控系统主要包括起增强型的起动机、高效发电机以及各种控制器、转换器和传感器;特别是增强型的启动电机,常规车型为5万次左右,增强型的启动电机经受住了30万次耐久测试,假设每天启停了100次,需要3万天,也就是8年多才会达到该次数。二.对起停系统蓄电池来说,需要获得电池的剩余电量、起动能力和健康状态,以确定蓄电池是否能够在放电阶段(车辆怠速阶段)结束后成功起动发动机。BSM系统通过监测蓄电池电压、电流和内部温度,根据核心算法实时计算出剩余电量、起动能力和健康状态。    启停系统蓄电池一般为铅酸蓄电池,与传统意义的启动蓄电池相比,启停系统蓄电池的使用工况更加严苛,对循环寿命、冷起动能力、失水、耐高温等关键技术指标提出了新的挑战。

蓄电池作为启停系统中的最关键部件,其技术水平制约着启停功能。

   启停专用电池的工况与传统起动电池相比差异很大:传统启动电池的工作模式是,蓄电池在完成冷起动后,汽车行驶过程中一直处于满充电状态;启停蓄电池的工作模式是,每次开起启停模式后都要求电池起动电机。    由于启动频繁,以及怠速过程中需要蓄电池为汽车的电气和电子设备供电(如前灯、广播、电控单元),电池的负载加重,放电深度增加,要求电池频繁深放电。起停电池使用环境恶劣,靠近发动机的电池表面温度可达到60℃ 以上,容易造成板栅腐蚀、失水、鼓肚,甚至热失控。    综上所述,启停系统对蓄电池性能提出了更高的要求。

常见汽车蓄电池的四种分类:  1.干式荷电铅酸蓄电池(非免维护蓄电池) 2.免维护蓄电池 3.AGM(吸附式超细玻璃纤维隔板)启停专用蓄电池 4.EFB(增强型富液)启停专用蓄电池

    1.干式荷电铅酸蓄电池(非免维护蓄电池),它的电极是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液,但在使用过程中会发生减液现象,这是由于栅架上的锑会污染负极板上的铅,造成水的过度分解,大量氧气和氢气分别从正负极板上逸出,使电解液减少。    主要优点是电压稳定、价格便宜; 日系汽车配备的电瓶由于节省成本常用干式荷电铅酸蓄电池。

   2. 免维护蓄电池,因其在正常充电电压下,电解液仅产生少量的气体,极板有很强的抗过充电能力,而且具有内阻小、低温起动性能好、比常规蓄电池使用寿命长等特点,因而在整个使用期间不需添加蒸馏水,在充电系正常情况下,不需从拆下进行补充充电。

    大多数免维护蓄电池在盖上设有一个孔形液体(温度补偿型)比重计,它会根据电解液比重的变化而改变颜色。可以指示蓄电池的存放电状态和电解液液位的高度。当比重计的指示眼呈绿色时,表明充电已足,蓄电池正常;当指示眼绿点很少或为黑色,表明蓄电池需要充电;       当指示眼显示淡黄色,表明蓄电池内部有故障,需要修理或进行更换。

    3.AGM(吸附式超细玻璃纤维隔板)蓄电池,采用AGM技术的蓄电池是全密封的,不会漏酸,而且在充放电时不会象铅酸蓄电池那样会有酸雾放出来而腐蚀设备,污染环境。    采用AGM蓄电池的基本原理与普通铅酸蓄电池相同,其电化学反应过程仍然是双硫酸酸化反应、在储电状态下,正极扳是深棕色的二氧化铅,负极板是海绵状的灰色纯铅,电解液是稀硫酸。蓄电池放出电能时,正板与负极都变成硫酸铅,电解液中的硫酸浓度相应变稀。如果输入电能,即充电时,正极与负极分别恢复成原来的物质,二氧化铅和纯铅。

    AGM蓄电池之所以能够做到密封,是因为它具有内部氧循环抑制氢气产生的特点。在蓄电池充电后期或过充电时,充电电压上升,充电电流使电解液中的水分解,在正极上产生氧气。氧气移动到负极上,与负极产生的氢气化合成水.即正极产生的氧气被负极(阴极)吸收了,所以,这种电池又称阴极吸收式密封型铅酸蓄电池。    铅酸蓄电池充电时,氧气和氢气不是同时产生的,正极上活性物质PbSO4被氧化成PbO2达70%时开始产生氧气,而负极活性物质PbSO4被还原成绒状Pb达90%时才有氢气产生。电池设计时,过去多采用过量的负极活性材料,导致氢气的产生。目前大都采用提高析氢电位的板栅材料,以尽量避免氢气产生,在整个化学反应期间,使负极永远处于不饱和状态,达不到析氢过电位。因此,无氢气产生,形成单纯的氧循环,从而使电池达到密封目的。

超细玻璃纤维棉(AGM)隔板作用    这种纤维能析出少量的SiO2使电解液略呈胶状。在一定的压力下,压紧极板面,使极板上活性物质既不易脱落,又有一定空间,保持约10%左右的孔隙作为氧气复合通道,使正极析出氧的速度与负极吸收氧的速度相当。同时,纤维中夹有少量憎水纤维,浮充充电电压2.25V/只(25度)时,充电电流不会超过0.02C10A,这样气体还原效率接近100%,能确保密封。

    普通铅酸蓄由于电解液分层造成电池极板顶部的活性物质会因为没有足够的酸而放不出应有的容量在充电时被过充;而在底部,由于电解液浓度过高,活性物质会难以充电,板栅腐蚀和极板硫酸盐化加速;在极板的上部和下部还会产生浓差极化从而引起电位在电极表面的不均匀分布,最终使电池的工作电压、使用容量降低寿命缩短。

    AGM蓄电池不仅使电解液固定在隔板中以防止电解液分层,提高深循环寿命,同时 AGM 隔板具有更低的电阻,有利于提高起动性能;最后采用紧装配技术,使极板受到隔板50 kPa以上的压力,以防止活性物质软化脱落,进一步提高循环性能。与传统起动电池相比,AGM电池的循环寿命可提高两倍,冷起动能力提高30 %以上。

与普通铅酸蓄电池的差别主要表现在以下几个方面:(1)减少在存放时气体的产生和水的分解,故采用低锑或无锑合金。负极活性物质设计过量,以吸收正极析出的氧气。(2)用保持体固定电解液,使电池内无多余的电解液流动。(3)采用安全阀代替排气阀。AGM蓄电池优点:* 因氧循环复合而实现了免维护 * 能量输出:比富液式电池提高三倍 * 即使在深循环应用条件下也不会酸液分层 * 提高了冷起动性能(30%) * 防泄漏(即使在撞坏的情况下) * 低自放电 * 有减小尺寸的可能性(富液AGM)* 与常规乘用车电池相比有更好的抗震性     由于AGM(吸附式超细玻璃纤维隔板)蓄电池具有以上优点,使得大都数启停技术的车型都采用AGM蓄电池。

    4.EFB(增强型)启停专用蓄电池是在传统富液电池技术基础上(铅酸电池的电解液中的硫酸直接参与电池充放电反应过程,传统铅酸电池中,电池槽内除去极板、隔板及其他固体组装部件的剩余空间完全充满硫酸电解液,电解液处于富余过量状态,故被称为“富液式”电池),电池极板完全浸泡在硫酸电解液中通过调整活性物质以及电解液配方,以提高电池深循环性能。EFB技术的特征    简单的说就是EFB电瓶是加强后的普通铅酸电瓶。比如,它内部增加了织物板栅将活性材料固定,避免物质的腐蚀。并增加板栅的厚度,这样就能加强蓄电池内部的循环充电的耐受性,并提高充电的接受能力。由于EFB电池是普通蓄电池的增强版,所以存在电解液酸分层现象,酸密度存在浓度梯度,开路电压不准确,剩余电量预测性差,电池管理系统可能被误导,计算出来的剩余电量是错误的,这样很可能会抵消起停系统的功能,即依据发生酸分层的EFB开路电压数据,存在高估电池性能的风险.    因此,EFB电池适用于没有智能充电管理的带起停系统的车型。

 昂科威使用的就是AGM蓄电池。

 启停系统的硬件部分介绍过了,接下去再说说工作逻辑方面。

1.车辆停车时-关闭发动机的条件    除驾驶人正常操作离合器、换挡和制动器外,启停系统关闭发动机还需要满足如下条件:车辆停住(车速=0 km/h);发动机转速低于1200 r/min ;发动机冷却液温度在25℃~100℃;制动真空度高于550 mbar(1 bar=100 kPa);蓄电池能够提供发动机再次起动所需要的电能(该电能需求量是在“发动机关闭”前计算出来的,也就是起动电压预测);蓄电池温度高于或等于-1℃但低于55℃;乘员对空调要求不是太高(出风口的规定温度和实际温度之差应小于8℃).2.继续行驶-起动发动机的条件    启停系统自动重新起动发动机要满足以下条件:驾驶人已系好安全带(安全带锁已上锁);发动机罩盖已关好;驾驶人侧车门已关好;踩下了离合器踏板(对于手动挡车辆)或松开制动踏板(对于自动变速器车辆);变速杆处于空挡位置。3.车辆要求-起动发动机    下列因素会使发动机起动(不需要驾驶人有意识地去起动发动机):行驶状态发生了变化(譬如松开制动踏板后,车辆从静止开始移动);乘员激活了车内的系统(譬如激活了除霜功能);车辆系统环境条件发生了改变(譬如车外温度);等等。根据车辆装备情况,可能涉及到以下条件:车辆在一个下坡路上从静止开始移动,由于需要使用制动助力器和转向助力器,此时如果车辆移动速度超过3km/h,那么发动机会自动起动;发动机冷却液温度不在25℃~100 ℃;制动助力不足;蓄电池充电不足;按下除霜按键;提高了空调系统制热和制冷要求(出风口规定温度和实际温度之差大于8℃)。当启停系统系统已激活时,为了保证能再次起动发动机,某些辅助用电器或者舒适功能(譬如座椅加热)在发动机关闭后就不能接通了。4.启停系统中断条件    对于启停系统系统而言,如下条件会使启停系统模式不能工作:已经用启停系统按钮关闭了启停系统系统;蓄电池的充电状态无法再次起动发动机(起动电压预测);除霜功能已激活;前风窗玻璃加热已激活;空调控制面板上设置的温度与车内实际温度之差大于8℃,发动机转速高于1200 r/min;发电机损坏或不工作(譬如发电机传动带断裂)。

    启停系统,一直让很多车主纠结不已,很多车主会考虑,到底反复的启停会不会对汽车造成损害呢,时间长了会不会导致发动机以及电瓶寿命的缩减呢?    启停专用蓄电池以及起动机前面已经介绍过了,都不会由于启停系统的而受到影响。    现在涡轮增压发动机的车型会有一套电动的机油泵,也就是即便停车熄火之后,机械机油泵不工作情况下,电动机油泵还可以继续工作,给涡轮增压器供送润滑油,让涡轮增压器继续处于良好的润滑散热状态。由于这种技术的运用,使得涡轮增压发动机能够实现频繁起步停车熄火等一系列工作。所以大家大可放心,使用它基本不会影响发动机寿命。    有些朋友觉得频繁启动会导致发动机过度磨损,这个也不是特别需要担心的事。大部分磨损是出现在发动机启动的那一刻,但这个指的是发动机的冷启动。对于热启动来说,由于之前发动机本身也处于一个正常的运转中,机油已经散布在发动机各个需要润滑的角落,所以频繁的热启动是不会对发动机造成过大磨损的。    当然,频繁的启停会导致车辆的抖动,有人则认为会降低舒适性这就因人而异了。

[本帖最后由 好奇宝宝i 于 2021-02-04 14:39 编辑]