Kiến thức cơ bản về hệ thống i ELOOP

Loại SI

T

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Phạm vi ban hành
 Sử dụng cho nhà phân phối

 Phổ biến cho đại lý

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
Xe áp dụng
Tất cả các xe Mazda có trang bị hệ thống
I-Stop hoặc I-Eloop

Số SI
Số trang
SI-13-08
09
Ngày ban hành
21/2/2013
Ngày cập nhật
21/2/2013

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
Nguyên lí hoạt động của tụ điên
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
Bản cực dương

Bản cực âm

Bản cực
Khi nạp

Cacbon
hoạt tính

Khi phóng
: Anions
: Cations

Chất điện phân

Separator

2 lớp điện tích

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.

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)

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

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.)

9.5V hoặc lơn hơn

Hiển thị trên đồng hồ
táp lô
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
Không áp dụng

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

Thông tin tình trạng tái tạo lực Thể hiện chiều hướng tái tạo dòng điện của máy
phanh
phát.
Thông tin lượng điện tái tạo lực Hiện thị lượng điện tạo ra bởi lực phanh tái sinh
2
phanh được tạo ra
Thông tin lượng lưu trữ điện Hiện thị lượng điện được tao ra và lưu trữ trong
3
năng của tụ
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
1

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
25 A or less
output current
Không có điều kiện quá nhiệt của bộ chuyển đổi
Điều kiện hoạt động của chế độ by DC-DC

（nếu nó ở tình trạng quá nhiệt thì chế độ bypass
pass (I-Eloop)
hoạt động.）
Điện áp của tụ phải lớn hơn điện áp thiết kế nhỏ nhất
Điện áp của tụ
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 NOTE: Message might
be different.
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


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)

(2)
(1)

(3)

Service plug
Bu
lông

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

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
cố định “service plug”,
bằng băng keo nhựa.
trên bao bì). Nếu không tụ điện có thể bị hỏng


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.
LED

Đầu nối

Plug

Plug
Đầu nối

Hộp xả tụ

Tháo vỏ
hộp xả tụ
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)

Tháo vỏ hộp xả tụ
Nối đầu trong hộp xả tụ với PLUG (giắc nối)
Kiểm tra đèn LED hiển thị trong khi xả tụ
Đợi đến khi LED tắt OFF.
Tháo tụ điện.

LED Hiển
thị