充电系统的说明和操作
电源管理概述
电源管理系统用于监测和控制充电系统，并发出诊断信息，提醒驾驶员注意蓄电池和发电机可能存在故障。本电源管理系统主要利用已有的车载电脑功能，使发电机效率最大化，管理负载，改善蓄电池充电状态和寿命，使系统对燃油经济性的影响降到最小程度。电源管理系统执行3个功能：
- • 监测蓄电池电压并估计蓄电池的状态。
- • 它通过提高怠速转速和调节电压进行校正。
- • 进行诊断并提醒驾驶员。
在点火开关置于 ON（打开）和 OFF（关闭）位置时估计蓄电池状态。在点火开关关闭期间，测量开路电压可确定蓄电池的充电状态 (SOC)。充电状态是蓄电池的酸液浓度和内阻的函数。蓄电池停止工作数小时后，通过读取蓄电池开路电压估计充电状态。
充电状态可作为一种诊断手段，使顾客或经销商了解蓄电池的状态。点火开关置于“ON（打开）”位置期间，运算法则根据调整的净Ah数、蓄电池容量、初始充电状态和温度，持续估算充电状态。
运行时，蓄电池放电程度主要由蓄电池电流传感器确定，该传感器集成在蓄电池中，可获取净Ah数。
此外，电源管理功能用于执行调节电压控制，以改善蓄电池充电状态、蓄电池寿命和燃油经济性。这是通过对蓄电池充电状态和温度的了解，将充电电压设置为不损害蓄电池寿命的最佳充电电压来完成的。
“充电系统的说明与操作”分为3节。第一节说明充电系统的部件以及它们在电源管理系统中的集成情况。第二节说明充电系统的操作。第三节说明仪表板组合仪表充电指示灯的操作、驾驶员信息中心消息和电压表操作。
充电系统部件
发电机
发电机是可维修的部件。如果诊断出发电机故障，则必须将它作为一个总成更换。发动机传动皮带驱动发电机。当转子旋转时，它将使定子线圈产生交流电（AC）。然后，交流电压通过一系列二极管整流。整流电压转换成供车辆电气系统使用的直流电（DC），以维持电气负载和蓄电池充电。电压调节器与发电机控制装置集成一体，控制着发电机的输出。不可维修。电压调节器控制供给转子的电流量。如果发电机磁场控制电路出现故障，发电机默认输出电压为13.8 V。
车身控制模块 (BCM)
车身控制模块（BCM）是一个GMLAN设备。它与发动机控制模块（ECM）和仪表板组合仪表通信，以进行电源管理操作。车身控制模块确定发电机输出，并发送信息到发动机控制模块，以控制发电机接通信号电路。它监测来自发动机控制模块的发电机磁场占空比信号电路信息，以控制发电机。它监测蓄电池电流传感器、蓄电池正极电压电路，并估计蓄电池温度以确定蓄电池充电状态。车身控制模块执行怠速提高。
蓄电池传感器模块
蓄电池传感器模块直接连接于蓄电池负极端子，用于计算蓄电池的充电状态、功能状况和健康状况，从而确定蓄电池状况。该蓄电池状况用于帮助确定12伏停车/起步系统是否能够在车辆已停车时进行停车/起步活动。
发动机控制模块 (ECM)
发动机运行时，发动机控制模块将发电机接通信号发送至发电机以打开调节器。发电机电压调节器通过控制转子的电流从而控制输出电压。转子电流与调节器供给的电子脉冲宽度成正比。发动机起动后，调节器通过内部导线检测定子上的交流电压从而感应发电机的转动。一旦发动机运行，调节器通过控制脉冲宽度来改变励磁电流。这就能调节发电机输出电压，使蓄电池正常充电，电气系统正常运行。发电机磁场占空比端子向内连接至电压调节器，并向外连接至发动机控制模块。当电压调节器检测到充电系统故障时，它将电路连接至搭铁，从而向发动机控制模块发送信号，提示存在故障。发动机控制模块监测发电机磁场占空比信号电路，并接收基于车身控制模块信息而作出的控制指令。
仪表板组合仪表
充电系统出现故障时，仪表板组合仪表会提醒用户。有 2 种提醒方式，充电指示灯和驾驶员信息中心信息“SERVICE BATTERY CHARGING SYSTEM（维修蓄电池充电系统）”（如装备）。
充电系统的操作
充电系统的目的在于维持蓄电池充电和车辆负载。有 6 种操作模式，它们包括：
- • 蓄电池硫化模式
- • 充电模式
- • 燃油经济性模式
- • 前大灯模式
- • 起动模式
- • 电压下降模式
发动机控制模块（ECM）通过发电机接通信号电路控制发电机。发动机控制模块通过发电机磁场占空比信号电路监测发电机性能。该信号是一个 128 Hz、占空比为 0－100% 的脉宽调制 (PWM) 信号。正常的占空比在 5－95% 之间。0－5% 和 95－100% 之间的占空比用于诊断目的。下表显示发电机指令的占空比和输出电压：
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指令的占空比
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发电机输出电压
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10%
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11 V
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20%
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11.56 V
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30%
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12.12 V
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40%
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12.68 V
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50%
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13.25 V
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60%
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13.81 V
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70%
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14.37 V
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80%
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14.94 V
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90%
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15.5 V
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发电机通过发电机磁场占空比信号电路将发电机电压输出的反馈信号提供至发动机控制模块。然后此信息被发送至车身控制模块 (BCM)。该信号是一个 128 Hz、占空比为 0－100% 的脉宽调制 (PWM) 信号。正常的占空比在 5－99% 之间。0－5% 和 100% 之间的占空比用于诊断目的。
蓄电池硫化模式
当转换的发电机输出电压低于13.2 V并持续45 min时，车身控制模块将进入此模式。存在此情况时，车身控制模块 (BCM) 将进入充电模式并持续 2－3 min。然后根据电压需求，车身控制模块将确定进入哪一个模式。
充电模式
满足以下任一条件时，车身控制模块将进入“充电模式”。
- • 刮水器开启并持续超过3s。
- • GMLAN（温度控制电压助力模式请求）情况如HVAC控制面板检测到的那样属实。高速冷却风扇、后窗除雾器和HVAC高速鼓风机操作会导致车身控制模块至进入充电模式。
- • 估计的蓄电池温度低于0°C (32°F)。
- • 蓄电池充电状态低于80%。
- • 车速高于145 km/h（90 MPH）
- • 电流传感器出现故障。
- • 确定系统电压低于12.56 V
满足上述任一条件后，根据蓄电池充电状态和估计的蓄电池温度，系统将发电机目标输出电压设置在 13.9－15.5 V 的充电电压之间。
燃油经济性模式
当估计的蓄电池温度至少为 0°C (32°F) 但低于或等于 80°C (176°F)、计算的蓄电池电流低于 15 A 但大于−8 A、且蓄电池充电状态大于或等于 80% 时，车身控制模块 (BCM) 将进入燃油经济性模式。发电机目标输出电压是蓄电池的开路电压，介于 12.5－13.1 V 之间。出现以上所述任一条件时，车身控制模块将退出此模式并进入“充电模式”。
前大灯模式
当大灯（远光或近光）打开时，车身控制模块将进入“大灯模式”。电压将在13.9－14.5 V 之间调节。
起动模式
当发动机起动时，车身控制模块设置发电机的目标输出电压为14.5 V并持续30 s。
牵引模式
按下位于中控面板上的“牵引/拖运模式”按钮后，车辆系统电压升高并对外置（非车载）蓄电池充电。打开前大灯将升高系统的电压，如果按下“牵引/拖运”按钮，则它将不起作用。电压将在 13.9-14.5 V 之间调节。
仪表板组合仪表的操作
充电指示灯的操作
以下一种或多种情况发生时，仪表板组合仪表点亮充电指示灯，并在驾驶员信息中心（如装备）显示警告信息：
- • 发动机控制模块（ECM）检测到发电机输出电压低于 11 V或高于 16 V。仪表板组合仪表接收到来自发动机控制模块请求点亮指示灯的 GMLAN 信息。
- • 仪表板组合仪表确定系统电压连续 30 s以上低于 11 V 或高于 16 V。仪表板组合仪表接收到来自车身控制模块（BCM）的GMLAN信息，指示存在系统电压范围问题。
- • 仪表板组合仪表在每个点火循环开始时执行显示测试。指示灯点亮约3 s。
显示信息：“BATTERY NOT CHARGING SERVICE CHARGING SYSTEM（蓄电池不充电，维修充电系统）”或“SERVICE BATTERY CHARGING SYSTEM（维修蓄电池充电系统）”
车身控制模块和发动机控制模块将一条串行数据消息发送到驾驶员信息中心，以显示“BATTERY NOT CHARGING SERVICE CHARGING SYSTEM（蓄电池不充电，维修充电系统）”或“SERVICE BATTERY CHARGING SYSTEM（维修蓄电池充电系统）”消息。当充电系统 DTC 为当前 DTC 时，命令它打开。当清除 DTC 的条件满足后，此信息消失。