2017款保時捷Panamera（971）電氣系統結構原理與維修（一）

沈陽/王鐘原 徐 暢

（一）綜述

對于2017款Panamera，其電氣元件經過改進并得到增強。本文介紹的是有關第 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：

◆具有不同任務分配的網絡拓撲

◆新型“FlexRay”（FR） 數據總線系統

◆12V和48V車輛電氣系統

◆車外燈/車內照明

◆前端電子裝置/BCM1功能

◆后端電子裝置/BCM2功能

◆端子控制

◆進車系統

◆舒適系統

◆駕駛員輔助系統

（二）網絡拓撲（MLBEVO）

如圖1所示采用一個范例（無PHEV），展示了的不同數據總線系統是如何使用多個數據總線系統（用不同色彩表示）連接的。這一網絡變化替代了先前 2007+ 網絡架構。因此，在新的架構中，數據總線執行的任務甚至控制單元的分配都有所不同。

數據鏈接接頭 Eth（以太網，10Mbit/s）與診斷 CAN 接口并行，目前尚未為售后使用（保留）。開發/生產保留通過以太網接口（100Mbit/s，DoIP為互聯網協議診斷通信”）運行診斷的權利。具有數據傳輸速度為10Mbit/s、100Mbit/s和1000 Mbit/s的以太網。

1.數據總線系統

與2009款Panamera共同引入的先前網絡架構 2007+，已經達到極限并被新的網絡架構所取代。

使用了以下總線系統：

①CAN 總線（如圖2所示）

┃圖2 CAN 總線

┃ 圖1 網絡拓撲

◆混合動力 CAN

◆舒適系統 CAN

◆擴展 CAN

◆信息娛樂系統 CAN

◆其他專用 CAN

②FlexRay（如圖3所示）FlexRay 用于驅動系統。

┃ 圖3 FlexRay總線

③MOST（如圖4所示）

用于第二代信息娛樂系統的塑料光導纖維。

┃ 圖4 MOST總線

④LIN（如圖5所示）

┃ 圖5 LIN總線

◆2 個來自網關控制單元的直接LIN輸入

◆許多其他LIN作為控制單元的輸出

⑤私人系統 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）數據總線系統比較

CAN 和 FlexRay（FR）具有不同的網絡拓撲（如圖6所示）。

┃ 圖6 總線系統拓撲比較

兩種數據總線系統的不同網絡架構，對于CAN系統，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上（接合連接）。FlexRay 系統則采用點到點連接（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，從而創建一個斷路，可中斷或者完全切斷通信。還具有“有源 節點”，在節點上最多可連接 4個分支，如圖7、表1所示。

┃ 圖7 CAN 總線電平

表1 總線系統比較

比較了兩種數據總線系統的主要特性，兩種系統的拓撲結構有所不同：

CAN是線性數據總線，控制單元連接在采集點上；而 FlexRay（FR） 中，控制單元以星形拓撲結構相連（多個分支通過一個有源星形的結構）。Panamera 車型中使用的FR系統的數據傳輸速度為10Mbit/s，比CAN數據總線系統（500Kbit/s）快 20 倍。

┃圖8 FlexRay 電平

┃ 圖9 FlexRay 信號強度

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 上運行。FlexRay 還能夠運行另外一個具有另外 2 條線的通道B，從而提供了額外的儲備，用于進一步應用/開發/增強現有系統，如圖9所示。

2.網 關

協調總線系統和控制能量管理的網關控制單元位于駕駛員座椅前面的駕駛員腳坑處（地板）。為了保護它不受外界影響，還進一步放置在一個單獨的防水盒子中。將用一種新的專用工具（CAN適配器）來進行總線系統診斷，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

1.功能性電能管理（eEM）

eEM 的軟件模塊位于網關中。軟件模塊來自 MLBevo 矩陣，因此為群模塊。

eEM 最重要的目標是：

◆避免拋錨（熱量輸出控制）

┃ 圖10 網關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

◆關閉級、回收

◆禁止自動啟動/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（車輛電氣系統回收和自動啟動/停止）

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

（1）啟動性能

確保車輛能在任何運行條件下啟動，是能量管理的重中之重。

（2）閉路電流

網關負責監控閉路電流。點火裝置關閉時，網關發出（強制睡眠）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，網關將啟用電源分配器中的端子30f 繼電器，將用電設備與車輛電氣系統斷開連接。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、發電機等。

（3）自動啟動/停止

此功能存儲在DME（自動啟動/停止協調器）中。DME發出“停止”命令后，網關將檢查車輛電氣系統狀態，然后向自動啟動/停止協調器發送有關狀態“正常/不正常”的消息。在重新啟動過程中，網關將指示DC/DC 轉換器在車輛啟動時，為電壓敏感型用電設備穩定電壓。

（4）能耗優化

網關根據已啟用的用電設備和能量流計算能量需求量，確保能量供應始終充足。

（5）車輛能量回收電氣系統

2011款 Cayenne 引進了此功能。為節省燃油，所有車輛均標配此功能。這樣，車輛的部分動能將通過12V發電機轉化成電能。根據網絡中的能量需求，網關控制單元會決定為滿足車輛電氣系統的能量需求而需要向發電機請求的能量大小。發電機根據網關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/車輛蓄電池。在此，網關在超越傳動/制動階段優先啟用發電機。蓄電池傳感器 （BDM）測量能量流的大小， 并將測量結果傳送給網關控制單元。根據能量需求，網關控制單元決定可啟用的用電設備/電源分配器或可關閉的用電設備（發動機和空調控制單元的動態管理、閉路電流管理、加熱/通風分配/HVA），從而確保滿足能量需求。網關也會決定何時車輛可以切換到自動啟動/停止模式。在此，為電壓敏感型用電設備（如信息娛樂系統和儀表組）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）技術的傳統鉛蓄電池（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，具體取決設備和各個國家/地區的技術規范：

┃ 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的裝載區中。如必須更換蓄電池，必須記錄在網關控制單元中。這可以使用PIWIS 診斷儀和常用設定程序進行。

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

現在使用了一種連接至負極端子的新型蓄電池傳感器（如圖15所示），并且帶有新型打孔彎折式卡箱，取代了以前使用的鍛造卡箱?？ㄏ涞木o固扭矩為5±1N·m。新型打孔彎折式卡箱的主要優點為：

┃ 圖15 蓄電池傳感器

◆重量輕

◆設計的45°角打開機制，更便于保養

◆可以可靠而更頻繁地打開連接

4.跨接啟動

如果蓄電池已完全放電，可以使用其他車輛的蓄電池進行啟動，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上。

跨接啟動車輛：

◆打開發動機艙蓋

◆拆下塑料護蓋

◆打開用于跨接啟動的正極端子（B+） 上的防護罩

◆將紅色正極電纜連接到跨接啟動正極端子 （+）

┃ 圖16 跨接啟動正極端子

┃ 圖17 跨接啟動負極端子

◆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）

◆將黑色負極電纜連接到救援蓄電池的負極端子（如圖17所示）

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

◆允許救援車輛的發動機以較高的轉速運轉

◆啟動發動機

◆嘗試用跨線導線啟動車輛的時間不要超過15s；15s后，請至少等待一分鐘再重試

◆發動機運轉：首先，斷開黑色負極電纜與接地點（-）的連接，然后斷開與救援蓄電池的負極端子的連接

◆發動機運轉：首先將紅色正極導線從救援蓄電池的正極端子上斷開，然后從跨接啟動正極端子（+）上斷開

◆關閉用于跨接啟動的正極端子（+）上的防護罩，并再次安裝塑料護蓋

5.發電機

2017款Panamera中采用了兩個新型發電機。根據發動機型號，使用的是帶有或不帶有自由輪皮帶輪的Denso或Bosch發電機，如表2所示。

表2 發電機類型

三相發電機：

210A Denso 發電機，如圖18所示。

帶有自由輪皮帶輪的250A Bosch發電機，如圖19所示。

（待續）

┃圖18 Denso 發電機

┃圖19 Bosch 發電機