STT智能启停系统

STT智能启停系统研究

一、概念

STT是STOP&START的简称。STT智能节油系统是一套控制发动机启动和停止的系统。通过在传统发动机上植入具有怠速起停功能的加强电机，使汽车在满足怠速停车条件时，发动机完全熄灭不工作。

当整车再需要启动前进时，怠速起停电机系统迅速响应驾驶员启动命令，快速启动发动机，瞬时衔接，从而大大减少油耗和废气排放。该系统通过电脑判断车辆的状态，例如车辆在红灯、堵塞等停滞状态，电脑可以控制发动机自动停止运行，并且停止运行阶段，并不影响车内空调、音响等设备的使用。

二、启停系统组成

启停系统主要包含EMS (Engine Management System)、SSM （Start&Stop Module）、空挡传感器、离合传感器、AGM 蓄电池、电池传感器、启停专用起动机、BCM等。

智能启停技术的核心控制由EMS(Engine ManagementSystem 发动机管理系统)完成．其系统总体构成如图1所示。

1、启停发动机管理系统

启停控制策略由EMS集中控制，为了确保发动机停机和启动的安全性和舒适性。EMS根据整车传感器和相关电器模块发出的状态信号来控制发动机启动／停机。EMS主要采集的信号如图2所示。

为了确保起动机控制的安全性，除了EMS 发出起动机启动信号外，同时在起动机控制逻辑上，手动变速器车型串联了SSU(Start&Stop Unit ，起停控制器)，双离合变速器车型串联了TCU(Transmission Control Unit ，变速器控制单元)，用于检测传动链的状态，判断是否能够吸合传动链继电器，触发起动机启动。串联回路的控制原理如图3所示

在接收到离合器传感器和空档传感器信号后，EMS 和SSU ／TCU 使传动链继电器和起动继电器同时吸合。起动机带动发动机快速启动。

2、增强型起动机系统

装备启停系统的发动机需要频繁启动，因此对起动机的耐久寿命提出了更高的要求。智能启停系统要求起动机耐久寿命由非启停车辆的3.5万次提高到20万次以上。所采用的结构和材料都发生了较大的变化，驱动齿轮的支承由铜套改为滚针轴承，电刷和动铁心采用高寿命材料。起动机工作时产生约600A 电流会瞬间拉低整车系统的电压，发动机的频繁启动增加了整车电压过低带来EMS ／TCU 重启的风险。在启停系统的设计中，可以采用起动机集成ICR(

浪涌电流控制

继电器)或整车增加DC—DC(direct current—direct current直流一直流)模块用于稳定整车供电的电压。ICR继电器通过限流电阻消减峰值电流，降低起动机启动时的电压降，从而降低负载端电压降，稳压范围在9～13V，工作电路如图4所示。

DC—DC模块通过主动稳压的方式，稳压范围在11．5～12．5V，在测试过程中可以明显改善仪表、导航、背光灯等元件由于启动过程电压降低造成的亮度变化。DC—DC稳压模块工作电路如图5所示。

3 阀控式AGM蓄电池

起停发动机频繁启动造成普通富液式铅酸蓄电池已经不再适用，阀控式AGM(Absorptive GlassMat超细玻璃纤维)铅酸蓄电池由于其

全封闭的结构．采用无纺玻璃纤维毡隔板和铅钙合金板栅，解决了酸液分层的问题．提高了铅膏的粘附性。大幅提升了蓄电池的使用寿命，适用于目前智能启停系统的技术要求。阀控式AGM铅酸蓄电池主要由槽盖、安全阀、极板、隔板组成，典型的阀控式AGM铅酸蓄电池的构成如图6所示。AGM铅酸蓄电池采用的材料、结构工艺与普通富液式铅酸蓄电池的差异见表1。经脉冲放电测试，AGM蓄电池脉冲放电寿命可达到1 100h。

三、实现条件

1、启停系统怠速停机/启动逻辑

启停系统控制逻辑主要是通过对整车安全状态(4门与发动机罩

开闭状态等)、传动链状态、蓄电池电量、制动真空度、空调请求、行驶工况来判断是否怠速停机和启动。怠速停机判断流程如图7所示。启停功能开启，车辆处于怠速时，EMS将对整车状态进行判断，在4

门和发动机罩关闭、电池电量高于50％、制动真空度高于设定值、起动机热状态满足限值、发动机水温在范围内、空调请求和车内温度满足条件(10°<车内温度<33°)、坡度小于2°时，发动机执行自动停机。停机过程中，若整车状态出现任一条件不满足或驾驶员踩下离合踏板时，车辆发动机将自动起动。

2、整车改进

智能启停技术可以在已有车型技术基础上，加强蓄电池、起动机的耐久寿命，增加传感器，对EMS(Engine ManagementSystem 发动机管理系统)

重新进行控制策略开发和数据标定。来实现发动机快速的图7 怠速启停判断流程

停机／启动

三、经济性能及意义

1、经济性能

通过此项技术在一般路况条件下可以节约5%的燃油，而在拥堵路段中最高可以节约15%左右的燃油。据权威机构测试，此项技术的使用将使一辆普通轿车每年节省10%～15%的燃料，有专家测算，对于一款1.6L排量、汽油价格在6元/升时，对一个家庭而言，使用STT 车型一年可以节省油费近2000元钱。

2、意义

随着“哥本哈根气候会议”的召开以及中国两会上关于“新能源汽车发展规划政策”的讨论，新能源汽车发展再次成为业内关注的焦点。可以预计，未来的中国汽车市场将是新能源车大行其道，传统能源车渐渐退出历史舞台的趋势。

相对于新燃料应用、混合动力、再生制动能量回收等复杂的节能科技，STT技术具有科技系统原理简单，实用性高的技术优势，该技术为汽车厂商实现“低碳经济”提供了一条低成本之道。