2012年7月13日,基于“F30”平台的宝马新世代3系列在中国正式发布,现已开始销售。新宝马3281使用新的4缸涡轮增压发动机,0~100km/h加速仅需5.9s,与6缸涡轮增压发动机相比,只相差0.4s,从加速性能上来说,性价比很高。宝马新世代3系列除了大家熟悉的四门、双门、敞篷、旅行车版本之外,还加入了一位新成员,即3-GT serIes。新3系将采用宝马MSB车身架构。本文将介绍宝马新3系F30平台普通车辆电气系统技术剖析。
F30平台的车辆电气系统绝大部分以当前宝马车型为基础,本文没有涉及到的普通车辆电气系统方面的技术信息可参见新宝马7系F01/F02车型的相关资料。F30平台采用了F20平台车型已有的多个集中式控制单元。与F20平台类似,F30平台安装了前部电子模块(FEM)和后部电子模块(REM)两个控制单元。FEM和REM控制装置取代曾在E90上使用过的控制单元,如接线盒(JB)、脚部空间模块(FRM)、便捷登车及启动系统(CAS)、舒适登车系统(CA)和驻车距离控制(PDC)等。
一、车载网络系统
1.总线概览
F30平台使用FIexRay作为实现行驶动态控制系统与发动机管理系统之间联网的系统总线,F30平台总线概览如图1所示,F30平台的FIexRay系统电路图如图2所示。在集成于FEM的中央网关模块(ZGM)内,装有四个总线驱动器的星形连接器,总线驱动器将控制单元数据通过通信控制器传输给ZGM,FIexRay控制单元连接在这些总线驱动器上。为了避免在导线上反射,数据导线两端都使用总线电阻。车身控制器区域网2(K-CAN2)以较高的数据传输率(500kBIt/s)实现控制单元之A的通信。通过ZGM, K-CAN2也与其他总线系统相连。动力传动系统控制器区域网络2(PT-CAN2)是动力传动系控制器区域网络(PT-CAN)在发动机和变速器控制范围内的冗余装置。
为了对整车进行快速编程,F30平台带有一个以太网访问接口。由于以太网数据传输速率很高(100MBIt/s),因此取消了连接MOST总线系统的编程接口。主控单元也可连接以太网,通过这一连接对MOST设备进行编程。在F30平台上,FEM/ZGM负责在车辆内部将电码发送到总线上并通过K-CAN2传输给主控单元,随后主控单元将其发送到MOST上。CIC HIgh(ProfessIonal导航系统)的导航数据保存在其硬盘上,通过OBD-II接口的以太网访问接口和车辆内部ZGM与CIC间的以太网连接对这些导航数据进行更新,也可以通过DVD驱动器进行更新。车辆带有CIC BasIc 2(BusIness导航系统)时,通过以太网或连接相应USB接口的USB闪存盘对导航数据进行更新。连接OBD-II的D-CAN用于在经销商机构处由“授权第三方”进行车辆编程。法律规定,所有控制单元必须能够通过D-CAN进行编程,进行日DD更新例外。
2.诊断访问接口OBD-II
与其他宝马车辆一样,诊断插座孔也位于左侧A柱上。无论是通过D-CAN进行车辆诊断还是通过以太网连接车辆进行编程,都需通过OBD-II接口实现。
二、供电系统
1.部件结构
F30平台的供电系统电路图如图3所示,供电系统由车辆蓄电池、智能型蓄电池传感器(IBS)、安全型蓄电池接线柱(SBK),供电配电模块(PDM)、前部配电盒、包含B+跨接启动接线柱、发动机室配电盒、行李箱配电盒、蓄电池配电盒、蓄电池导线、启动机、发电机组件等构成,其构成部件如图4所示。
(1)蓄电池
蓄电池位于行李箱右侧、活动废物托盘的后方,位置如图5所示。采用的是防磨损90Ah AGM蓄电池。
(2)线束
F30平台供电系统更多地使用了铝合金电导线用于供电。增加铝合金材质使用的目的是减轻重量和节省成本。59mm2的全铝扁平式B+地板导线从B+过渡接线柱(后部)一直连接至B+跨接启动接线柱(前部)。在发动机室配电盒和行李箱配电盒上均使用配备二级锁定装置(插头位置保证装置C PA)的插头,这样可使连接更加牢固。与F20平台类似,F30平台也使用了横截面仅为0.22m M2的较细导线。表1列出了车辆上铜导线和铝合金导线的使用情况,从前部配电盒至EPS和接地线导线EPS的导线横截面取决于车辆的转向系统,17m M2铝合金导线用于EPS Low; 27m M2铝合金导线用于EPS HIgh或EPS+。
(3)配电盒
根据FEM/REM方案使用两个独立配电盒,发动机室配电盒(图6)位于发动机室内右侧前围板上。蓄电池配电盒(图7)不再安装于蓄电池上,而是固定在蓄电池前方的车轮罩上。负荷继电器集成在FEM/REM内的少数功能直接在FEM或REM内部进行熔断保护。这一点同样适用于FEM控制的总线端30F。应该注意的是,关闭端盖时应正确锁止四个固定装置,从而确保配电盒密封性。