2017款保時(shí)捷Panamera（971）電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與維修（一）

沈陽/王鐘原 徐 暢

（一）綜述

對于2017款Panamera，其電氣元件經(jīng)過改進(jìn)并得到增強(qiáng)。本文介紹的是有關(guān)第 9 組的修改，目的在于保證其在市場中的競爭力。

主要變化包括：

◆具有不同任務(wù)分配的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

◆新型“FlexRay”（FR） 數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)

◆12V和48V車輛電氣系統(tǒng)

◆車外燈/車內(nèi)照明

◆前端電子裝置/BCM1功能

◆后端電子裝置/BCM2功能

◆端子控制

◆進(jìn)車系統(tǒng)

◆舒適系統(tǒng)

◆駕駛員輔助系統(tǒng)

（二）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌∕LBEVO）

如圖1所示采用一個(gè)范例（無PHEV），展示了的不同數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)是如何使用多個(gè)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)（用不同色彩表示）連接的。這一網(wǎng)絡(luò)變化替代了先前 2007+ 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。因此，在新的架構(gòu)中，數(shù)據(jù)總線執(zhí)行的任務(wù)甚至控制單元的分配都有所不同。

數(shù)據(jù)鏈接接頭 Eth（以太網(wǎng)，10Mbit/s）與診斷 CAN 接口并行，目前尚未為售后使用（保留）。開發(fā)/生產(chǎn)保留通過以太網(wǎng)接口（100Mbit/s，DoIP為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議診斷通信”）運(yùn)行診斷的權(quán)利。具有數(shù)據(jù)傳輸速度為10Mbit/s、100Mbit/s和1000 Mbit/s的以太網(wǎng)。

1.數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)

與2009款Panamera共同引入的先前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 2007+，已經(jīng)達(dá)到極限并被新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所取代。

使用了以下總線系統(tǒng)：

①CAN 總線（如圖2所示）

┃圖2 CAN 總線

┃ 圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

◆混合動(dòng)力 CAN

◆舒適系統(tǒng) CAN

◆擴(kuò)展 CAN

◆信息娛樂系統(tǒng) CAN

◆其他專用 CAN

②FlexRay（如圖3所示）FlexRay 用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

┃ 圖3 FlexRay總線

③MOST（如圖4所示）

用于第二代信息娛樂系統(tǒng)的塑料光導(dǎo)纖維。

┃ 圖4 MOST總線

④LIN（如圖5所示）

┃ 圖5 LIN總線

◆2 個(gè)來自網(wǎng)關(guān)控制單元的直接LIN輸入

◆許多其他LIN作為控制單元的輸出

⑤私人系統(tǒng) CAN

增加了許多專用 CAN，其中一些跨越總線在控制單元之間通信。

（1）總線速度

◆MOST：（類型 150）＞ 100Mbit/s

◆FlexRay：10Mbit/s

◆CAN 總線 ：500Kbit/s

◆專用 CAN：50Kbit/s，1Mbit/s（ePDCC）

◆LIN：21Kbit/s

（2）數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)比較

CAN 和 FlexRay（FR）具有不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ㄈ鐖D6所示）。

┃ 圖6 總線系統(tǒng)拓?fù)浔容^

兩種數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對于CAN系統(tǒng)，兩條絞線穿過車輛排布，控制單元連接/壓接在共享的采集點(diǎn)上（接合連接）。FlexRay 系統(tǒng)則采用點(diǎn)到點(diǎn)連接（菊花鏈），在這種連接方式中控制單元直接連接在一條鏈上。斷開控制單元，從而創(chuàng)建一個(gè)斷路，可中斷或者完全切斷通信。還具有“有源 節(jié)點(diǎn)”，在節(jié)點(diǎn)上最多可連接 4個(gè)分支，如圖7、表1所示。

┃ 圖7 CAN 總線電平

表1 總線系統(tǒng)比較

比較了兩種數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的主要特性，兩種系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有所不同：

CAN是線性數(shù)據(jù)總線，控制單元連接在采集點(diǎn)上；而 FlexRay（FR） 中，控制單元以星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連（多個(gè)分支通過一個(gè)有源星形的結(jié)構(gòu)）。Panamera 車型中使用的FR系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度為10Mbit/s，比CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)（500Kbit/s）快 20 倍。

┃圖8 FlexRay 電平

┃ 圖9 FlexRay 信號強(qiáng)度

CAN 具有 2 條絞線，被稱為CAN 高位和 CAN 低位。FR具有2條絞合的、屏蔽的、銷裝的電線，被稱為 BUS Plus 和 BUS Minus。這兩條線路（粉色/綠色）在控制單元的通道 A 上運(yùn)行。FlexRay 還能夠運(yùn)行另外一個(gè)具有另外 2 條線的通道B，從而提供了額外的儲(chǔ)備，用于進(jìn)一步應(yīng)用/開發(fā)/增強(qiáng)現(xiàn)有系統(tǒng)，如圖9所示。

2.網(wǎng) 關(guān)

協(xié)調(diào)總線系統(tǒng)和控制能量管理的網(wǎng)關(guān)控制單元位于駕駛員座椅前面的駕駛員腳坑處（地板）。為了保護(hù)它不受外界影響，還進(jìn)一步放置在一個(gè)單獨(dú)的防水盒子中。將用一種新的專用工具（CAN適配器）來進(jìn)行總線系統(tǒng)診斷，而先前的專用工具9838不再適用，如圖10所示。

（三）12V車輛電氣系統(tǒng)

1.功能性電能管理（eEM）

eEM 的軟件模塊位于網(wǎng)關(guān)中。軟件模塊來自 MLBevo 矩陣，因此為群模塊。

eEM 最重要的目標(biāo)是：

◆避免拋錨（熱量輸出控制）

┃ 圖10 網(wǎng)關(guān)控制單元的安裝位置

┃ 圖11 電能管理電路圖

┃ 圖12 電能管理功能電路圖

◆關(guān)閉級、回收

◆禁止自動(dòng)啟動(dòng)/停止

◆確保車輛在行駛中具有可靠的供電（EPS、PSM、EBB、RAS 等）

◆減少 CO2（車輛電氣系統(tǒng)回收和自動(dòng)啟動(dòng)/停止）

“電能管理”系統(tǒng)（如圖11所示）的車輛電氣系統(tǒng)功能分配在網(wǎng)關(guān)控制單元（主）中，并且具有以下子功能（如圖12所示）：

（1）啟動(dòng)性能

確保車輛能在任何運(yùn)行條件下啟動(dòng)，是能量管理的重中之重。

（2）閉路電流

網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)監(jiān)控閉路電流。點(diǎn)火裝置關(guān)閉時(shí)，網(wǎng)關(guān)發(fā)出（強(qiáng)制睡眠）命令，將控制單元切換至睡眠模式，使其消耗極少的閉路電流。如果閉路電流不處于（超出）允許的范圍，網(wǎng)關(guān)將啟用電源分配器中的端子30f 繼電器，將用電設(shè)備與車輛電氣系統(tǒng)斷開連接。此處故障案例并未考慮所有連接至端子 30 的模擬控制單元、發(fā)電機(jī)等。

（3）自動(dòng)啟動(dòng)/停止

此功能存儲(chǔ)在DME（自動(dòng)啟動(dòng)/停止協(xié)調(diào)器）中。DME發(fā)出“停止”命令后，網(wǎng)關(guān)將檢查車輛電氣系統(tǒng)狀態(tài)，然后向自動(dòng)啟動(dòng)/停止協(xié)調(diào)器發(fā)送有關(guān)狀態(tài)“正常/不正常”的消息。在重新啟動(dòng)過程中，網(wǎng)關(guān)將指示DC/DC 轉(zhuǎn)換器在車輛啟動(dòng)時(shí)，為電壓敏感型用電設(shè)備穩(wěn)定電壓。

（4）能耗優(yōu)化

網(wǎng)關(guān)根據(jù)已啟用的用電設(shè)備和能量流計(jì)算能量需求量，確保能量供應(yīng)始終充足。

（5）車輛能量回收電氣系統(tǒng)

2011款 Cayenne 引進(jìn)了此功能。為節(jié)省燃油，所有車輛均標(biāo)配此功能。這樣，車輛的部分動(dòng)能將通過12V發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的能量需求，網(wǎng)關(guān)控制單元會(huì)決定為滿足車輛電氣系統(tǒng)的能量需求而需要向發(fā)電機(jī)請求的能量大小。發(fā)電機(jī)根據(jù)網(wǎng)關(guān)控制單元的請求生成所需大小的能量，并將此能量供給車輛電氣系統(tǒng)/車輛蓄電池。在此，網(wǎng)關(guān)在超越傳動(dòng)/制動(dòng)階段優(yōu)先啟用發(fā)電機(jī)。蓄電池傳感器 （BDM）測量能量流的大小， 并將測量結(jié)果傳送給網(wǎng)關(guān)控制單元。根據(jù)能量需求，網(wǎng)關(guān)控制單元決定可啟用的用電設(shè)備/電源分配器或可關(guān)閉的用電設(shè)備（發(fā)動(dòng)機(jī)和空調(diào)控制單元的動(dòng)態(tài)管理、閉路電流管理、加熱/通風(fēng)分配/HVA），從而確保滿足能量需求。網(wǎng)關(guān)也會(huì)決定何時(shí)車輛可以切換到自動(dòng)啟動(dòng)/停止模式。在此，為電壓敏感型用電設(shè)備（如信息娛樂系統(tǒng)和儀表組）的電源。

2.蓄電池

即將投放市場使用的是具有AGM（吸液式玻璃纖維隔膜）技術(shù)的傳統(tǒng)鉛蓄電池（如圖13所示）。12V濕式蓄電池，采用含有33%純酸的稀釋硫酸制成的電解液。使用了具有 3 種不同容量的蓄電池，具體取決設(shè)備和各個(gè)國家/地區(qū)的技術(shù)規(guī)范：

┃ 圖13 蓄電池

◆ 75Ah AGM 蓄電池

◆ 92Ah AGM 蓄電池

◆ 105Ah AGM 蓄電池

12V蓄電池的安裝位置位于行李箱蓋下方的行李箱中央。在PHEV車輛上，它位于可拆卸飾板下沿行駛方向右側(cè)的裝載區(qū)中。如必須更換蓄電池，必須記錄在網(wǎng)關(guān)控制單元中。這可以使用PIWIS 診斷儀和常用設(shè)定程序進(jìn)行。

維修過程中必須輸入下列要素：

◆蓄電池類型，如 “AGM”

◆容量，如“105 Ah”

◆序列號，如“205 MLA1865”（如圖14所示）

┃ 圖14 蓄電池序列號

◆零件號，如“7P0.915.105”

3.帶有打孔彎折式卡箱的蓄電池傳感器

現(xiàn)在使用了一種連接至負(fù)極端子的新型蓄電池傳感器（如圖15所示），并且?guī)в行滦痛蚩讖澱凼娇ㄏ洌〈艘郧笆褂玫腻懺炜ㄏ??？ㄏ涞木o固扭矩為5±1N·m。新型打孔彎折式卡箱的主要優(yōu)點(diǎn)為：

┃ 圖15 蓄電池傳感器

◆重量輕

◆設(shè)計(jì)的45°角打開機(jī)制，更便于保養(yǎng)

◆可以可靠而更頻繁地打開連接

4.跨接啟動(dòng)

如果蓄電池已完全放電，可以使用其他車輛的蓄電池進(jìn)行啟動(dòng)，以及通過跨接電纜將其他車輛的蓄電池作為外部電源。兩個(gè)蓄電池的額定電壓必須為12V。此蓄電池（救援蓄電池）的供電容量 （Ah） 不得明顯低千電力不足的蓄電池的供電容量。電力不足的蓄電池必須正確連接在車輛電氣系統(tǒng)上。

跨接啟動(dòng)車輛：

◆打開發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋

◆拆下塑料護(hù)蓋

◆打開用于跨接啟動(dòng)的正極端子（B+） 上的防護(hù)罩

◆將紅色正極電纜連接到跨接啟動(dòng)正極端子 （+）

┃ 圖16 跨接啟動(dòng)正極端子

┃ 圖17 跨接啟動(dòng)負(fù)極端子

◆將紅色正極電纜連接到救援蓄電池的正極端子（如圖16所示）

◆將黑色負(fù)極電纜連接到救援蓄電池的負(fù)極端子（如圖17所示）

◆將黑色負(fù)極電纜連接到接地點(diǎn)。（切勿與電池負(fù)極接線柱直接相連。存在電池傳感器損壞的風(fēng)險(xiǎn)）

◆允許救援車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)以較高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)

◆啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)

◆嘗試用跨線導(dǎo)線啟動(dòng)車輛的時(shí)間不要超過15s；15s后，請至少等待一分鐘再重試

◆發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)：首先，斷開黑色負(fù)極電纜與接地點(diǎn)（-）的連接，然后斷開與救援蓄電池的負(fù)極端子的連接

◆發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)：首先將紅色正極導(dǎo)線從救援蓄電池的正極端子上斷開，然后從跨接啟動(dòng)正極端子（+）上斷開

◆關(guān)閉用于跨接啟動(dòng)的正極端子（+）上的防護(hù)罩，并再次安裝塑料護(hù)蓋

5.發(fā)電機(jī)

2017款Panamera中采用了兩個(gè)新型發(fā)電機(jī)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)型號，使用的是帶有或不帶有自由輪皮帶輪的Denso或Bosch發(fā)電機(jī)，如表2所示。

表2 發(fā)電機(jī)類型

三相發(fā)電機(jī)：

210A Denso 發(fā)電機(jī)，如圖18所示。

帶有自由輪皮帶輪的250A Bosch發(fā)電機(jī)，如圖19所示。

（待續(xù)）

┃圖18 Denso 發(fā)電機(jī)

┃圖19 Bosch 發(fā)電機(jī)