能量管理系统结构图" src="/article/UploadPic/2013-9/201392814232940839.jpg" border="0" onload="return imgresize(this);" style="cursor:pointer;" onclick="javascript:window.open(this.src);"/>
1.蓄电池
宝马新7系(F01/F02)的蓄电池安装在行李箱地板的中后部,使用AGM蓄电池(吸收式玻璃纤维网垫)。AGM蓄电池的电容量为90Ah。 AGM蓄电池的主要优点是循环充电次数较多。
2.蓄电池处的配电盒
如图35所示,宝马新7系(F01/F02)行李箱内的配电盒直接安装在蓄电池上。
蓄电池上配电盒的安装位置" src="/article/UploadPic/2013-9/201392814234428518.jpg" border="0" onload="return imgresize(this);" style="cursor:pointer;" onclick="javascript:window.open(this.src);"/>
如图36所示,蓄电池处的配电盒用一个钢板夹固定在蓄电池上。需要松开配电盒时,必须向下、向外按压钢板夹。
蓄电池处的配电盒" src="/article/UploadPic/2013-9/20139281424882120.jpg" border="0" onload="return imgresize(this);" style="cursor:pointer;" onclick="javascript:window.open(this.src);"/>
蓄电池处的配电盒装有用于下列用电器的熔丝:
1)支架(250A)。
2)后部熔丝支架(100A)。
3)发动机室部配电盒(100A)。
4) Valvetronic、共轨、电动冷却液泵(100A)。
5)智能型蓄电池传感器IBS。
蓄电池处的配电盒必须整体更换。蓄电池处配电盒的熔丝作为一个单元集成在配电盒壳体内,不同熔丝的额定功率不同。此外,配电盒上还装有用于智能型蓄电池传感器IBS的供电装置。
为了避免造成混淆,分别针对不同插头进行相应的颜色和机械设码。由于使用的是大电流接口,因此必须始终确保正确连接。更换配电盒或进行其他相关工作时必须确保正确连接插接连接件,特别是螺栓连接件。连接蓄电池接线柱和配电盒时需达到15N·m力矩。
3.智能型蓄电池传感器IBS
智能型蓄电池传感器IBS通过LIN总线实现IBS与发动机控制单元之间的数据传输以及IBS的唤醒功能。
图37所示为宝马新7系(F01/F02)智能型蓄电池传感器IBS,它是一个用于监控蓄电池状态的机械电子部件。“智能”指的是IBS具有一个集成式微处理器,该微处理器对有时间要求的测量参数进行计算和评估。通过蓄电池配电盒的一根单独导线为IBS供电。IBS数据通过LIN总线传输给发动机控制单元(DME或DDE)。根据需要,IBS可通过一根单独导线唤醒接线盒电子装置。
图38所示为车载网络系统内的IBS , IBS记录的蓄电池物理参数有电流、电压、电极温度。IBS内集成有下列主要功能:
车载网络系统内的IBS" src="/article/UploadPic/2013-9/201392814243756736.jpg" border="0" onload="return imgresize(this);" style="cursor:pointer;" onclick="javascript:window.open(this.src);"/>
1)持续测量各种车辆运行状态下的蓄电池电流、电压和温度。
2)计算蓄电池指标,作为蓄电池充电和健康状态的基础。蓄电池指标是指蓄电池的充电和放电电流、电压和温度。在计算蓄电池指标的同时还会事先计算出蓄电池充电状态(SOC)。
3)平衡蓄电池充电/放电电流。
4)持续监控蓄电池的充电状态并在电量不足时传输相关数据。
5)计算发动机起动时的电流特性曲线,以确定蓄电池的正常状态。
6)监控车辆休眠电流。
7)自诊断。
(1)唤醒功能车辆处于休眠模式时,IBS持续记录与蓄电池指标有关的数值。根据编程要求,IBS每14s唤醒一次,以便通过重新测量更新测量值,测量时间持续约50ms。测量值存储在IBS的存储器内,以便记录休眠电流。
唤醒功能仅适用于车辆处于休眠状态时。如果IBS识别到一个唤醒原因,就会通过一个占空比信号(PWM)唤醒接线盒电子装置。IBS通过一根导线直接连接在接线盒电子装置上。
表4所示为唤醒原因对应的占空比。其中因休眠电流提高而唤醒最多可进行三次。接线盒电子装置根据车辆状态和唤醒原因执行下列某项操作:
1)唤醒车辆,从而确保发动机控制单元DME/DDE可向驻车用电器发出关闭请求。
2)供电总线端30F复位(不会唤醒车辆)。
3)供电总线端30F关闭(不会唤醒车辆)。
在各种情况下都会存储一条故障码记录。
(2)安装要求IBS一经安装到蓄电池接线柱上(接在接地点上并插接在信号导线上)便可完全正常运行,即可以立即获取蓄电池参数电流、电压和温度。但由此得到的用于能量管理系统的蓄电池状态、起动能力等参数必须经过重新计算,因此延迟一定时间后才能提供使用。
发动机重新起动后,发动机控制单元DME/DDE读取休眠电流特性曲线。如果与规定的休眠电流特性曲线存在差异,就会在发动机控制单元DME/DDE故障码存储器内存储一条记录。
在发动机熄火到发动机控制单元主继电器关闭期间,发动机控制单元DME/DDE向IBS提供用于确保发动机起动的最大充电量信息。发动机控制单元主继电器关闭后,IBS就会持续检查蓄电池充电状态(SOC)和休眠电流。
4.行李箱内的后部熔丝支架
由于宝马新7系(F01/F02)使用的用电器和控制单元较多,因此在行李箱内安装了另一个熔丝支架(图39)。除熔丝外,还有一些继电器插接在此或焊接在印制电路板上。如果某一焊接继电器损坏,必须更换整个后部配电盒。蓄电池导线接口位于熔丝支架背面。
5.前部熔丝支架和接线盒电子装置
如图40所示,前部熔丝支架安装在右侧仪表板下方,需要更换熔丝时必须打开杂物箱。在前部熔丝支架右侧有一个开口,接线盒电子装置通过该开口与前部熔丝支架通过熔丝支架右侧的开口相互连接,通过一个内部插接件实现两组件间的电气连接。处于组装状态时,接线盒电子装置和前部熔丝支架构成一个单元(接线盒)。
图41所示为前部熔丝支架和接线盒电子装置。前部熔丝支架内有一些继电器,其中一个以插接方式连接,其他均焊接在印制电路板上。内部插接件负责控制前部熔丝支架内的继电器。接线盒电子装置负责控制供电总线端30F继电器并存储能量管理方面的相关信息(历史记录数据和故障码存储器记录)。进行诊断时,可通过这些数据进行故障评估并分析蓄电池情况。
如图42所示,配电盒以直接接触方式连接熔丝。通过一个接头将熔丝插在印制电路板上的插接件上。另一个插接件直接与导线束的连接插头相连。这种结构改进的优点是更好地利用安装空间和改善散热效果。
如图43所示,发动机室内的供电组件由蓄电池正极接线柱、发动机室内的配电盒和发动机室内的电控箱组成。发动机室内的配电盒没有熔丝,仅通过一根导线为散热风扇和电气辅助加热器供电。
7.蓄电池导线
在宝马新7系(F01/F02)的地板上有三条主电源线从蓄电池上的配电盒一直连至发动机室。其中一条主电源线通过蓄电池正极接线柱通向起动机和发电机;第二条导线为发动机电子系统( Val-vetronic、共轨和电动冷却液泵)供电;第三条导线
一直通向发动机室内的配电盒。通过该配电盒为柴油机车辆的电气辅助加热器和散热风扇供电,蓄电池上配电盒内的大电流熔丝(100A)为该电路熔丝。
此外车内还有一条蓄电池导线连至前部熔丝支架。主电源线分配点位于行李箱地板内。为了避免造成损坏,主电源线安装在地板的保护区域内。
8.发动机控制单元(带能量管理系统)
发动机控制单元内集成了用于控制能量平衡流程的软件(能量管理系统)。基于这种控制方式,由便捷登车及起动系统控制单元CAS通过供电总线端30B继电器或由中央网关模块和发动机控制单元通过供电总线端30F关闭车载网络中的各种用电器。此外,能量管理系统还负责分析和存储IBS数据。
9.发电机
带BSD接口的发电机可与发动机控制单元建立通信。发电机不与充电检查指示灯连接,却只连接发动机控制单元。发电机连接BSD接口时,在发动机控制单元中可实现下列功能:
1)根据可用参数打开/关闭发电机。
2)规定发电机的最大允许利用率。
3)控制发电机对负荷跳跃的反应(负荷响应)。
4)根据利用率计算发电机力矩。
5)诊断发电机和发动机控制间的数据导线。
6)将发电机故障存储在故障码存储器中。
7)通过CAN总线控制组合仪表上的充电指示灯。
使用的发电机带BSD接口,时,充电指示灯的显示方式与以前相比没有改变。发电机的基本功能在发电机和发动机控制的通信中断时也能正常运行。
10.休眠电流
休眠电流超过80mA时,就会生成一条检查控制信息(车辆处于驻车状态时蓄电池放电增加)。怀疑耗电量增加时,系统必须测量休眠电流,即使稍稍超出正常耗电量也可能会导致蓄电池放电相对较快。
如图44、图45所示为宝马新7系(F01/F02)车载网络处于不同运行状态时典型的休眠电流特性曲线,实际电流值随车辆的配置情况而变化。
系统根据总线端状态关闭总线端“用电器”(例如阅读灯和化妆镜照明灯)。车辆已保险锁死时,就会立即关闭相关用电器。处于其他所有总线端状态时,继续运行8 min后关闭总线端“用电器”,由脚部空间模块进行控制。
11.系统电路图
如图46所示为宝马新7系(F01/F02)高级能量管理系统电路图。