Kiến thức cơ bản về hệ thống i ELOOP

Tài liệu được sưu tầm,chỉnh sửa và trình bày từ kiến thức căn bản cho đến nâng cao.Hình ảnh minh hoạ,phong phú,đơn giản giúp bạn đọc có cái nhìn trực quan hơn về cấu tạo chung trên ô tô.Rất mong nhận được sự quan tâm và ủng hộ của các bạnThanks

Loại SI

Phạm vi ban hành

 Sử dụng cho nhà phân phối  Phổ biến cho đại lý Ngày ban hành 21/2/2013

Gửi thông tin này cho  Giám đốc  Trưởng phòng Dịch vụ

 Bộ phận bảo hành  Phòng phụ tùng  bộ phận kỹ thuật  Bộ phận đào tạo Ngày cập nhật 21/2/2013

Xe áp dụng

Tất cả các xe Mazda có trang bị hệ thống

I-Stop hoặc I-Eloop

Khu vực áp dụng TRƯỜNG HẢI AUTO

Vấn đề:

KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG i-ELOOP

SI này cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản về nguyên lí hoạt động, phương pháp bảo

dưỡng sửa chữa hệ thống I-ELOOP

1 Tổng quan

Nhằn mục đích cải thiện mức tiêu hao nhiên liệu, điện năng được rạo ra bằng bẳng cách sử dụng năng lượng động lực học trong quá trình giảm tốc để dẫn động máy phát tạo ra điện và nạp vào tụ (i-ILOOP) Bằng cách này sẽ giảm được một lượng nhiên liệu

Hệ thống tái tạo lực phanh trang bị trên xe Mazda cho phép lưu trữ một lượng lớn năng lượng trong quá trình giảm tốc bằng cách sử dụng tụ điện sau đó nạp lại cho bình ắc quy Thông qua khả năng lưu trữ và sử dụng điện năng tái tạo đã cải thiện mức tiêu hao nhiên liệu thực tế của

xe

[Tham khảo]

Với một động cơ thông thường, 5-15% nhiên liệu dùng để dẫn động máy phát điện

Đối với xe có trang bị hệ thống tái tạo lực phanh sử dụng năng lượng động học đã thu hồi năng lượng tiêu hao vô ích trong khi giảm tốc để tạo điện năng mà không cần tiêu hao nhiên liệu để góp phần cải thiện mức tiêu hao nhiên liệu

2 Cấu trúc hệ thống

(1) Các chi tiết của hệ thống

Trang 2/9

(2) Sơ đồ mạch điện hệ thống

*1: Audio amplifier, Bluetooth unit (vehicle with Bluetooth system), audio unit, climate control unit (vehicle with auto A/C), parking sensor control module (vehicle with parking sensor system), instrument cluster, rear mount camera, clock (vehicle with manual A/C)

*2: Electrical devices other than electrical device *1

*3: SKYACTIV-G 2.0, SKYACTIV-G 2.5

*4: SKYACTIV-D 2.2

Trang 3/9

(3) Chi tiết các bộ phận của hệ thống I-ELOOP

Máy phát điện

Điện áp tạo ra của máy phát điện có thể thay đổi được từ 12-25V trong khi xe giảm tốc để nạp cho tụ

Bình thường điện áp tạo ra của máy phát là 12V

PCM theo dõi điện áp của tụ điện, và điều khiển máy phát hoạt động khi PCM nhận thấy điện

áp của tụ giảm xuống

Tụ điện

Có 10 tụ điện (loại tụ điện 2 lớp điên tích) mắc nối tiếp với nhau có thể phóng và nạp với cường độ cao, điện áp có thể lưu trữ được là 25V

Các phần tử ION lưu trữ dòng điện sạc, có thể bị suy yếu do nạp điện và phóng điện Nó có thể tồn tại sau 1 triệu lần phóng nạp

Bộ chuyển đổi DC-DC

Khi máy phát tạo ra điện áp lớn nhất 25V, nhờ bộ chuyển đổi DC-DC sẽ được giảm xuống 12V để cung cho các phụ tải điện

[Trong quá trình lưu hồi lực phanh]

Điện áp 14-25V được lưu trữ trong tụ điện được chuyển đổi thông qua bộ chuyển đổi DC-DC [Khi I-Stop hoạt động]

Khi I-Stop hoạt động, bộ chuyển đổi DC-DC sẽ chuyển đổi điện áp của tụ điện thành 11,5V-12,5V Khi động cơ khởi động lại, relay i-stop chuyển sang vị trí OFF Bộ chuyển đổi DC-DC duy trì nguồn điện cung cấp cho đồng hồ taplo, hệ thống âm thanh

Nguồn cung cấp cho các thiết bị điện khác như là máy để được cung cấp bởi bình điện

[Nếu dòng điện tiêu thụ lớn hơn 50A]

Nếu dòng tiêu thụ cho các tải điện trên xe lớn hơn 50A, relay

bypass sẽ chuyển sang vị trí ON để cung cấp điên áp từ máy phát

(14,8V) trực tiếp cho các thiết bị điện

Trong trường hợp này, hoạt động của đồng hồ I-ELOOP trên

bảng đồng hồ táp lô sảy ra châm, đây không phải là hư hỏng

: Anions : Cations

Khi nạp

Khi phóng

2 lớp điện tích Chất điện phân Separator

Cacbon hoạt tính

Nguyên lí hoạt động của tụ điên

Bản cực

Bản cực âm Bản cực dương

Vật liệu sử dụng làm bản cức trong tụ điện loại 2 lớp điên tích, là cac bon hoạt tính, có rất nhiều lỗ nhỏ trên bề mặt để tăng diện tích tiếp xúc Giữa 2 bản cức cacbon được đổ dầy chất điện phân, sự nạp và phóng điện chỉ thông thường

là hấp thụ và giải phóng ion từ bề mặt các bản cực

Trang 4/9

3 Hoạt động của hệ thống

Chế độ hoạt động của hệ thống I-ELOOP thay đổi tùy thuộc vào tình trạng hoạt động của xe và tình trạng hoạt động của các phụ tải điện liên quan đến hệ thống I-STOP

Khi tài xế nhấc chân ra khỏi bàn đạp ga, máy phát điện (loại có thể thay đổi điện áp) hoạt động

để tạo ra dòng điện nạp vào tụ (Chỉ cần vài giây để nạp đầy tụ) Điện áp từ tụ điện qua bộ chuyển đổi DC-DC giảm xuống 12V để cung cấp cho các phụ tải điện khác nhau

Dưới đây là từng chế độ hoạt động của I-ELOOP

Trang 5/9

(1) Chế độ tái tạo lực phanh

Trong khi nhiên liệu được ngắt khi nhả bàn

đạp phanh và li hợp khóa biên mô hoạt động

(ở trạng thái hợp), máy phát điện hoạt động

Điện năng tạo ra được lưu trữ trong tụ điện,

điện áp từ tụ điện qua bộ chuyển đổi DC-DC

được giảm xuống để cung cấp cho các phụ tải

điện trên xe

Để ngăn chặn điện áp tăng quá cao khi giảm

tốc , máy phát điện được điều khiển bởi PCM

(2) Chế độ máy phát thông thường

(không phải chế độ tái tạo lực phanh)

Khi điện áp bình ắc quy nhỏ hơn hoặc bằng

14V trong khi động cơ đang nổ Khi đó máy

phát sẽ hoạt động điện áp tạo ra trong khoảng

12-25V được lưu trữ trong tụ điện Nhờ bộ

chuyển đổi DC-DC điện áp từ tụ điện sẽ được

giảm xuống và cấp cho các phụ tải điện

Ở chế độ này điện áp được tạo ra thấp hơn so

với chế độ tái tạo lực phanh

(3) Chế độ tụ điện cấp nguồn

Capacitor (i-ELOOP) power supply mode

Nếu điện áp của tụ điện lơn hơn điện áp của

bình ắc quy, điện áp từ tụ điện qua bộ chuyển

đổi DC-DC cung cấp cho các phu tải điện

(thông qua nguồn IG1 và IG2) trên xe

(4) Chế độ bình điện cấp nguồn

Battery power supply mode

Trong trường hợp điện áp tụ điện thấp hơn

một giá trị điện áp thiết kế nhỏ nhất (14-17.5V*

thay đổi tùy thuộc vào tình trạng của tụ điện)

trong khi I-Stop hoạt động, hoặc trong trường

hợp đề máy, điện áp từ bình ắc quy được cấp

cho các phụ tải điện trên xe

(5) Chế độ i-stop (Engine restart)

Relay I-Stop trong bộ chuyển đổi DC-DC OFF

trong khi động cơ khởi động lại để tránh ngăn

chặn nguồn cung cấp từ tụ điện cấp đến bình

ắc quy, tại thời điểm điện áp bình ắc quy giảm

xuống do đề máy

Nguồn điện từ bình ắc quy và tụ điện được

tách rời độc lập với nhau Để đảm bảo nguồn

cung cấp cho các phụ tải điện như đồng hồ

hiển thị, hệ thống âm thanh không bị tụt áp

Trang 6/9

(6) Chế độ By-Pass (By-pass mode)

Khi dong tiêu thụ các tải điện trên xe lơn hơn

50A, relay bypass (lằm bên trong bộ chuyển

đổi DC-DC) sẽ ON để cung cấp trực tiếp nguồn

điện từ máy phát tới các phụ tải điện trên xe

Tuy nhiên trong trường hợp mạch giảm điện

thế trong bộ chuyển đổi DC-DC bị lỗi hoặc

trong trường hợp điện áp bình ắc quy nhỏ hơn

11V thì chế độ By-Pass sẽ hoạt động

[Chú ý]

Trong khi chế độ By-pass đang hoạt động, không thể kiểm tra hệ thống bằng cách sử dụng đèn hiển thị trong bảng đồng hồ táp lô

(7) Chế độ sạc lại cho tụ điện (Pre-charge

mode)

Nêu xe lưu kho (không hoạt động) trong một

thời gian dài mà động cơ không hoạt động

hoặc hiện tượng tự phóng điện của tụ điện

(dòng rò) sảy ra liên tục Trong trường hợp

này nguồn điện từ bình ắc quy hoặc từ máy

phát sẽ cấp cho tụ điện với các lí do sau đây

1) Để đảm bảo dòng kích cho máy phát (cấp

từ tụ điện)

2) Do các phụ tải được cấp nguồn từ tụ điện,

do đó điện áp tụ điện phải cao hơn bình

ắc quy

Tùy thuộc vào điều kiện mà chế động hoạt động (Chế độ sạc lại cho tụ điện) có sự khác nhau

Điện áp tụ điện Công tắc IG: ON  OFF (Động cơ ON hoặc OFF) Công tắc IG: ON (Động cơ ON hoặc OFF) Hiển thị trên đồng hồ

táp lô 3.5V hoặc nhỏ hơn

(Để đảm bảo dòng

kích cho máy phát)

Tụ điện được sạc để điện

áp đạt tới 3.5V từ bình ắc quy nhờ bộ chuyển đổi DC-DC

Tụ điện được sạc để điện áp đạt tới 4.5V từ bình ắc quy nhờ bộ chuyển đổi DC-DC

Áp dụng Thông tin được hiển thị khi điện áp bình ắc quy nhỏ hơn hoặc bằng 9.5V và động cơ

đã được khởi động Thông tin sẽ không hiển thị khi bộ chuyển đổi DC-DC cấp điện

3.5V – 9.5V

(Due to outputting

the current from

DC-DC converter.)

Bình ắc quy không sạc cho tụ điện

(bởi vì máy phát có thể hoạt động khi động cơ ON.)

Chế độ sạc lại cho tụ điện sẽ ngưng hoạt động khi điện áp tụ điện tăng lên với điện áp cung cấp từ bộ chuyển đổi DC-DC

(8) Chế độ tụ điện cấp nguồn (i-ELOOP)

power generation mode

Khi điện áp tụ điện lớn hơn hoặc bằng 20V

(lơn hơn hoặc bằng 16V với điện áp bình ắc

quy giảm xuống) với động cơ OFF và nắp ca

pô đóng, điện áp của tụ điện được nạp cho

bình ắc quy

Trang 7/9

4 Hiển thị trên đồng hồ táp lô

PCM gửi tín hiệu cụm đồng hồ táp lô với điều kiện máy phát hoạt động ở chế độ tái tạo năng lượng thông qua

 I-ELOOP

 Dòng điện tái sinh

 Tình trạng lưu trữ của tụ điện

Sau đó thông tin liên quan được hiển thị trên màn hình tinh thể lỏng

1 Thông tin tình trạng tái tạo lực

phanh

Thể hiện chiều hướng tái tạo dòng điện của máy phát

2 Thông tin lượng điện tái tạo lực

phanh được tạo ra

Hiện thị lượng điện tạo ra bởi lực phanh tái sinh

3 Thông tin lượng lưu trữ điện

năng của tụ

Hiện thị lượng điện được tao ra và lưu trữ trong

tụ Lượng điện tạo ra và lưu trữ trong tụ điện, được tính toán dựa trên tín hiệu đầu vào bộ chuyển đổi DC-DC và cảm biến dòng điện bên trong bộ DC-DC

5 Tình trạng hoạt động của I-Stop

Sự khác biệt về điều kiện hoạt động của hệ thống I-Stop của xe có trang bị i-ELOOP so với các

xe chỉ trang bị I-Stop

DC-DC converter (i-ELOOP) PWR3

Điều kiện hoạt động của chế độ by

pass (I-Eloop)

Không có điều kiện quá nhiệt của bộ chuyển đổi DC-DC

（nếu nó ở tình trạng quá nhiệt thì chế độ bypass hoạt động.）

Điện áp của tụ Điện áp của tụ phải lớn hơn điện áp thiết kế nhỏ nhất của tụ (14～17.5V)

6 Trong trường hợp xe không hoạt động trong một khoảng thời gian dài (khoảng 1 tháng) và trường hợp thay thế tụ điện

Trong trường hợp xảy ra hiện tượng tự phóng điện sảy ra liên tục (xe không hoạt động một thời gian dài với động cơ không hoạt động), dòng rò vượt quá mức làm cho dung lượng điện lưu trữ trong tụ bị giảm xuống

Để tụ điện cung năng lượng điện thì dòng phóng của tụ điện phải cao hơn

bình ắc quy Vì thế chế độ sạc cho tụ điện hoạt động như miêu tả ở phần

trên

Trong khi đang ở chế độ sạc cho tụ điện, thông tin hiển thị trên màn hình

tinh thể lỏng sẽ thay đổi như hình bên phải

Thông thường cần 30s để hoàn thành quá trình sạc cho tụ Trong khhi sạc

(đến khi thông tin trên màn hình biến mất) nguồn điện chỉ được cung cấp từ

bình ắc quy Vì thế bạn có thể cảm thấy hoạt động của bộ trợ lực lái điện

nặng hơn và nó phụ thuộc vào tình trạng của bình Vì thế chung tôi khuyên

bạn không nên chạy xe khi dang ở tình trạng nạp lại cho tụ điện Nếu bạn

NOTE: Message might

be different

Trang 8/9

chạy xe bạn sẽ nghe thấy tiếng chuông cảnh báo Ngoài ra nếu thông tin

hiển thi trên màn hình tinh thể lỏng không tắt sau 3 phút nó chỉ báo cho bạn

biết hệ thống đang gặp lỗi, lỗi đó sẽ làm đèn cảnh báo chính ON

Khi chế động sạc lại cho tụ được kích hoạt bạn có thể thấy được quãng

đường mà chế độ sạc lại cho tụ diễn ra bằng cách theo dõi dữ liệu PCM

“PRE_CHG_DIS” bằng máy chẩn đoán M-MDS

Khi thay thế tụ điện, chế độ sạc lại cho tụ điện sẽ được kích hoạt bởi vì điện áp của tụ điện đang ở mức thấp

Với nhưng xe trưng bày, bình ắc quy phải được sạc thường xuyên Để Tụ điện chỉ được sạc thông qua máy phát Để ngăn chặn chế độ sạc lại cho tụ điện, khởi động cơ một lần/ một tuần

và đạp ga một số lần để tụ điện được sạc

7 Phương pháp khắc phục khi bình hết điện

Nếu bình ắc quy bị hết điện hoàn toàn do quên tắt đèn, khởi động động cơ bằng cách đấu song song với bình ắc quy khác bằng dây cáp booster Dây cáp phải được kết nối khoảng 3 phút sau khi xe đã được khởi động, để điện áp bình ắc quy trên xe sẽ tăng lên

Nếu bạn khởi động động cơ và thao dây cáp ngay sau đó trong khi điện áp bình ắc quy trên xe vân ở mức thấp, lỗi chẩn đoán DTC liên quan đến điên áp sẽ xuất hiện

8 Những điều cần chú ý trong khi bảo dưỡng bình ắc quy

Nếu các giắc nối liên quan đến hệ thống I-Eloop bị ngăn mạch với thân xe với giắc bảo dưỡng

tụ điện “service plug” chưa được tháo Nó có thể làm cháy và hư hỏng các thiết bị điện Do đó trước thi tháo các giắc điện phải tháo “service plug” trước

- Giắc nối bình ắc quy với tụ điện (Capacitor’s battery cable terminal)

- Giắc nối động cơ với tụ điện (Capacitor’s engine harness terminal)

- Giắc nối bộ chuyển đổi DC-DC với bình ắc quy (DC-DC converter’s battery cable terminal)

- Chân B của máy phát (Generator B terminal)

Nếu mạch điện bị ngắn mạch, hãy thay thế cầu chì phía trên của “service plug”

9 Những điều cần chú ý trong khi lưu kho và vận chuyển tụ điện

- Tụ điện phải được đặt đúng tư thế (theo hướng dẫn trên vỏ bào bì) khi lưu kho Ngược lại

sẽ làm hư hỏng tụ điện

- Tránh tác động lên tụ điện, nếu tụ điện bị rơi, đổ nó có thể làm rạn nứt, biến dạng bề mặt sẽ làm tụ điện bị hư hỏng nghiêm trọng và không sử dụng được

- Service parts are delivered with short wiring harness

attached to prevent electrification

Remove the short wiring harness after the part is installed

on the vehicle

- Nếu lưu kho và gửi phụ tùng theo yêu cầu bảo hành, tháo

“service plug”, lắp bu lông vào lỗ trống sau đó cố định lỗ

bằng băng keo nhựa lưu giữ như hướng dẫn trên vỏ bao

bì (băng keo được dán bởi bì, bu lông có thể bị rơi ra

trong khi di chuyển, và nó làm cho “service plug” trở lại vị

trí ban đâu)

- Tụ điện lưu kho cũng như sửa chữa phải được sử dụng

trong vòng 2 năm kể từ ngày sản xuất (ngày sản xuất ghi

(1)

(2)

(3)

Bu lông

Service plug (1) Remove the bolt

(2) Pull out the service plug (3) Fasten the removed bolt

cố định “service plug”,

Trang 9/9

10 Xả tụ

Tụ điện dùng để lưu trữ điện năng và sạc cho bình ắc qui

Nếu tụ điện(i-ILOOP) được tháo trong vẫn còn điện, nó thể phóng điện gây cháy do điện năng được lưu trữ trong tụ điện Khi bạn tháo tụ điện, cần phải:

Xả tụ điện (cưỡng bức) theo như hướng dẫn dưới đây

(1) Tháo vỏ hộp xả tụ

(2) Nối đầu trong hộp xả tụ với PLUG (giắc nối)

(3) Kiểm tra đèn LED hiển thị trong khi xả tụ

(4) Đợi đến khi LED tắt OFF

(5) Tháo tụ điện

Hộp xả tụ

Tháo vỏ

hộp xả tụ

Plug

Đầu nối

LED

LED Hiển thị