由于宝马车辆舒适、通信和安全系统使用的电气功能不断增多，因此供电系统的作用越来越重要。宝马新7系（FO1/F02）通过一个高级能量管理系统确保车内电能分配均衡，作，为软件集成在发动机控制单元内的电源管理系统执行能量管理系统功能。

    一、宝马新7系（F01/F02）高级能量管理系统概述
    宝马轿车的能量管理系统负责车辆能量管理的控制流程。根据具体车辆和要求，能量管理系统内的功能通过不同组件来调整。因此，宝马轿车具有多种能量管理系统方案，目前基本上可以分为两种能量管理系统：基本能量管理系统BPM和高级能量管理系统APM。
    基本能量管理系统BPM使用串行数据接口（BSD）。基本能量管理系统的主要组成部分是集成在发动机控制单元DME/DDE内用于控制充电电压的软件。车载网络电能消耗增大时就会提高充电电压规定值。充电电压规定值通过一个位串行数据接口由发动机控制单元DME/DDE发送至发电机。充电电压可根据车外温度来调节，能够达到最佳的蓄电池充电效果。此外，当车辆处于驻车运行模式且发电机以最大功率运行时，如果蓄电池参与供电，则汽油发动机车辆的怠速转速就会提高。

    宝马新7系（FO1/F02）采用高级能量管理系统APM（图27）。除基本能量管理系统BPM的主要功能（怠速转速和充电电压调节）外，APM还扩展了其他功能：降低用电器功率；关闭用电器；车载网络诊断；蓄电池诊断。
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    1．提高怠速转速
当车辆处于驻车运行模式且发电机以最大功率运行时，如果蓄电池输出电流，则汽油发动机的怠速转速就会提升，转速差最多达200r/min。柴油发动机由于与发电机之间的传动比较高，因此无需进行这种干预，发电机运行转速已足够高。

    2．充电电压调节
    充电电压调节由车外温度和智能化发电机调节（IGR）功能决定。
    （1）车外温度的影响蓄电池充电电压调节功能是通过调节充电电压从电化学角度确保蓄电池最佳充电，该充电电压取决于温度。由于冷态蓄电池存储的电量较低，因此充电电压必须高于热态蓄电池。相反，如果使用同样高的电压为热态蓄电池持续充电则存在过充电起泡的危险。因此要根据温度调节发电机的充电电压。当前蓄电池温度直接通过蓄电池负极上的智能型蓄电池传感器IBS进行测量，并通过LIN总线传输至发动机控制单元（DME/DDE）。
    APM系统将该数值作为输入参数计算出蓄电池温度。如图28所示，APM系统通过一个计算模型根据蓄电池温度设置充电电压规定值，并通过串行数据接口（BSD）将相关信息发送至发电机。温度较低时可提高充电电压，从而提供较大的电量。温度较高时可降低充电电压，以免过充电起泡。其最高充电电压设定为14. 8V。

（2）智能化发电机调节（IGR）智能化发电机调节 （IGR）的核心原理是扩展车辆蓄电池的充电策略。蓄电池不再完全充满，而是根据不同的环境条件（车外温度、蓄电池老化等）充电到规定程度。与传统充电策略不同，现在仅在车辆滑行阶段进行能量回收利用。此时发电机在外部激励最大的状态下工作，并将所产生的电能储存在蓄电池内。车辆滑行期间不消耗燃油，产生的动能通过车轮和发动机作用在发电机上，从而产生电能。车辆加速阶段发电机不承受外部激励作用，因此不会为产生电能而消耗能量和燃油。

    如图29所示，IGR功能以软件形式集成在发动机控制单元DME/DDE内。发动机管理系统通过串行数据接口（图1-29中信息流）与智能型蓄电池传感器和发电机通信。来自智能型蓄电池传感器的信息用于在能量管理系统内计算蓄电池的充电和老化状态。在带有智能化发电机调节功能的车辆上，这个应用程序还负责智能化发电机调节的调节过程。其他信息来源于连接在整个总线系统上的控制单元。系统从所收集的信息中得出影响充电过程的框架条件。这个调节过程的结果是，在尽可能不利用发动机能量的情况下，以精确匹配的方式为蓄电池充电。

    如图30所示，与传统充电调节不同，智能化蓄电池调节不会100％充电。蓄电池充电到最大充电量的70％～80%。系统定期停用智能化发电机调节功能并允许蓄电池100％充电，以确保蓄电池长期保持全部容量。在智能化发电机调节系统中，发电机电压在低电压范围内的时间相对较长，以便蓄电池更有效地吸收电流。

    如图31所示，智能化发电机调节系统IGR功能细分为三个运行状态：

    IGR较低：在滑行阶段提高发电机电压并为蓄电池充电（能量回收利用），这个发电机负荷仅在转速超过1000r/min且车速为10km/h时出现。随着滑行次数和持续时间的增加，蓄电池充电状态不断提高（在IGR较低阶段中充电状态最高可达到100%）。
    IGR中等：在IGR较低与IGR较高之间的阶段内不允许蓄电池耗电，保持目前的充电状态（部分减小发电机负荷）。在使用燃油行驶阶段，系统发出部分减小发电机负荷的请求信息，此时不再主动为蓄电池充电，而是仅使充电状态保持在足够使用的程度。为确保只在滑行阶段充电的蓄电池在受控状态下向外供电，加速阶段车载网络电能需求较低时需发出发电机部分至完全卸载的请求信息，以减少CO2排放  蓄电池充电状态达到某一程度（约70％～80%）时就会出现这种情况。只有达到蓄电池的某一最低充电程度时，才能进行智能化发电机调节。蓄电池充电状态足够时，系统调节发电机电压的方式是除滑行阶段外使蓄电池充电状态几乎保持不变。在这种状态下，发电机只为车载网络供电。

    IGR较高：能量从蓄电池返回到车载网络内（减小发电机负荷）。蓄电池充电状态足够时，系统调节发电机电压的方式是蓄电池以可接受的程度向外供电，此时车载网络有一部分由蓄电池供电。在这种状态下发电机的负荷最小，只有维持车载网络稳定运行的作用。所需要的IGR电压由电源管理系统限制到与车载网络匹配的电压。
    由于循环充电次数较多，因此必须使用采用AGM技术的蓄电池。AGM蓄电池的充电次数是普通蓄电池的三倍。IGR调节过程或带有MSA（发动机自动起动功能）的车辆需要这样的蓄电池。如果安装一个普通蓄电池，会导致蓄电池提前老化。
    在以下条件下，系统关闭智能化发电机调节功能：
    1）蓄电池充电状态过低。
    2）环境温度过低。
    3） AGM蓄电池达到最大充电次数时逐步停用。
    智能化发电机调节功能必须通过宝马诊断系统的发电机检测停用。
    （3）应急运行BSD接口中断时，APM执行应急运行功能。此时发电机电压恒定设置为14.3V，并在发动机控制单元的故障码存储器中输入“BSD通信”代码。

    3．降低用电器功率或关闭用电器
    为了降低紧急情况下的电能消耗，除提高怠速转速和充电电压规定值外，还可降低各种舒适用电器的功率甚至将其完全关闭，这样可以防止蓄电池过放电。
    用电器（发动机运转期间）可分为两个等级，具体如下：
    A级：降低这种用电器的功率消耗或将其关闭时，驾驶人只能在有限程度上或一段时间后才能感觉到。只有满足蓄电池充电状态在临界范围内和发电机负荷较高两个条件时才会关闭A级用电器或降低其功率消耗，按表1顺序执行。

    B级：降低这种用电器的功率消耗或关闭相关功能时，驾驶人会立即有所察觉。只有满足蓄电池充电状态在临界范围内的条件时才会关闭B级用电器或降低其功率消耗，按表2顺序执行。

    蓄电池充电状态离开危险范围后，各项功能就会完全恢复正常。执行关闭用电器或降低其功率消耗功能时，显示屏仍保持启用状态（LED仍亮起）。降低用电器功率或关闭用电器时会存储一条故障码记录，并在历史记录存储器内存储持续时间、里程数和相关功能。
    在没有驻车暖风的柴油发动机车辆上，还会通过一个根据正温度系数PTC原理工作的电气辅助加热器对热交换器进行加热。电气辅助加热器是功率消耗相对较大的用电器（最高可达1300 W），因此必须将其纳入能量管理系统的控制流程中。此外，在带有后座区暖风和空调系统的车辆上，后座区还装有另外两个电气辅助加热器（各300W）。这些较高的电气负荷通过以下方式进行调节：

    1）自动恒温空调控制单元控制电气辅助加热器（通过LIN总线），后座区暖风和空调系统控制单元控制后座区的两个电气辅助加热器（通过一个脉冲宽度调制信号）。
    2）柴油发动机控制单元DDE内的能量管理系统调节电气辅助加热器的最大电功率（信息信号）。
    3）电气辅助加热器的最大功率取决于发电机的负载程度。
    4）电气辅助加热器根据能量管理系统的要求调节供热调节器的供热能力。
    4．驻车用电器
    即使已开始执行能量管理系统的休眠电流监控功能，某些用电器仍可处于启用状态。启用这些用电器有很多原因，例如法规要求的用电器（停车警示灯、闪烁警告装置），为客户提供的便捷舒适功能（收音机功能、电话）。
    为了避免能量管理系统作出错误判断，必须将这些用电器排除在休眠电流监控之外，为此这些用电器必须在能量管理系统注册。能量管理系统识别出用电器的启用状态并认可较高的电流消耗量。停用这些系统时，相关控制单元再次在能量管理系统处进行注销。
发动机管理系统内的能量管理系统根据蓄电池的充电状态和起动能力限值发出关闭驻车用电器的请求。不论处于何种总线端状态下，驻车用电器都必须停用各项功能并在5 min后达到其休眠电流。

    5．总线端
    宝马轿车通过不同总线端为车载网络内的设备供电，使用了很多总线端名称，允许按规定方式对控制模块和用电器进行分组。
    （1）总线端名称总线端分为逻辑总线端和供电总线端。
    逻辑总线端包括：总线端R、总线端15、总线端50。逻辑总线端不能作为供电总线端使用，只能表示一种状态，通过按压START-STOP按钮启用或停用。其状态以总线信号形式发送至各控制单元。
    供电总线端包括：总线端30、总线端15N、总线端30B、总线端30F。
    （2）总线端15N总线端15N用于为仅在行驶期间启用的控制单元和电气组件供电，例如驻车距离监控系统控制单元PDC。字母N表示“继续运行”。供电总线端15N通过逻辑总线端15接通和关闭。总线端15N关闭后继续运行5s，该段时间用于各控制单元存储数据。总线端15N启用期间，总线端30B和总线端30F也处于启用状态。
    （3）总线端30B总线端30B为驾驶人行车期间所需的控制单元和电气组件供电，字母B表示“基本运行”。可通过以下方式启用总线端30B:
    1）按压无线遥控器上的按钮。
    2）车辆开锁／上锁／保险锁死。
    3）按压START-STOP按钮。
    4）车门触点状态变化，行李箱盖触点状态变化，侧窗玻璃位置变化。
    5）总线信息。
    在下列情况总线端30B正常停用：
    1）车辆保险锁死且行李箱盖已关闭（继续运行1min）。
    2）车辆未保险锁死或行李箱盖打开（继续运行30min）。
    其他停用方式：
    1）达到起动能力上限限值（继续运行1min）。
    2）休眠，进行休眠电流测量的诊断指令（继续运行10s）。
    3）运输模式（继续运行1min）。
    总线端30B启用期间，总线端30F也处于启用状态。
    （4）总线端30F总线端30F为驾驶人行车期间所需且可在出现故障时关闭的控制单元和电气组件供电，并非通过总线端15N或总线端30B供电，不负责登车功能，不必满足有关持续运行法规要求的所有控制单元。其字母F表示“故障”。
    可通过以下方式启用总线端30F:
    1）按压无线遥控器上的按钮。
    2）车辆开锁／上锁／保险锁死。
    3）按压START-STOP按钮。
    4）车门触点状态变化，行李箱盖触点状态变化，侧窗玻璃位置变化。
    5）总线信息。
    出现故障时（休眠电流过高，总线唤醒事件，休眠模式抑制装置，达到起动能力限值），总线端30F复位10s。至少满足以下一个条件时，总线端30F不会复位或关闭：
    1）总线端30B处于启用状态。
    2）驻车灯已接通。
    3）停车警示灯已接通。
    4）危险报警灯已接通。
    5）多个控制单元通过服务信息要求延长总线端30B和总线端30F的运行时间时。例如：发动机处于运行温度时，车辆停车和上锁后散热风扇可能需要继续运行最多11 min。为了控制散热风扇运行，必须为发动机控制单元供电。由于此时继续运行时间只有3 min（当前总线端30B的继续运行时间较短，不是1min），因此发动机控制单元会在发动机关闭时通过总线发出相应的延长指令。
    6）识别出继电器失控状态。
    只要总线端30B关闭且至少满足以下一个条件，总线端30F就会关闭：
    1）达到起动能力限值。
    2）总线端30F复位后又出现10个总线唤醒事件。
    3）总线端30F复位后，不明原用启用总线。
    4）总线端30F复位后识别出超过休眠电流。
  （5）总线端控制如图32所示为总线端控制示意图。各总线端工作情况如下：

    （6）总线端继电器宝马新7系（FO1/FO2）装有多个用于切断大多数控制单元供电的继电器。接线盒电子装置控制总线端30F的双稳态继电器接收发自中央网关模块·ZGM或IBS的请求。
    1） ZGM：阻止进入休眠模式或未经授权唤醒时，ZGM监控车辆状态并记录总线端30B关闭后出现的阻止进入休眠模式或未经授权唤醒事件。
    2） IBS：超过休眠电流或达到起动能力限值时，在两个控制单元内进行控制总线端30F继电器的相关计算。ZGM监控以下情况：
    ①总线系统内的非法唤醒过程。
    ②休眠模式抑制装置（使总线系统始终保持启用状态的控制单元）。
    ③发动机控制单元（DME/DDE）不断读取并评估蓄电池数值，达到蓄电池起动能力限值时，同样会关闭继电器。总线端30F继电器是一个双稳态继电器，在正常条件下始终处于接通状态。只有出现故障时才会关闭所连接的用电器。总线端30F继电器关闭后，只有满足某一个接通条件时才会重新接通。
    6．一般性措施
    作为一般性措施，在车辆处于驻车运行模式时关闭总线端用电器和车内照明装置。只有车辆未保险锁死时才会采取这些措施，如果车辆已保险锁死就会立即关闭这些用电器。涉及表3所示用电器。

    7．车载网络和蓄电池诊断
    宝马的能量管理系统经过改进，针对不同车型系列制定了统一标准。对于能量诊断工作来说，这也意味着统一了相关检测计划和诊断系统的显示内容。
    诊断工作的目的是要找出真正造成蓄电池电量过低的故障原因。由于车辆结构非常复杂，尤其是能量管理系统，因此根据故障情况也许只能判断出部分具体原因。如果根据相关数据无法准确说明故障情况，就会显示出记录的能量诊断数据。能量管理系统得以完全保留，并将扩展的诊断功能存储在历史记录存储器内。

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