高级轿车电气系统蓄电池管理原理

1.起动过程管理

为确保车身供电蓄电池与起动蓄电池两个电路的电力供应充足，在起动过程中，蓄电池管理控制单元会实施不同的运行模式。

（1）正常起动车身供电蓄电池已充电。起动蓄电池和车身供电蓄电池是独立的电路。“钥匙插入”、“点火开关已打开”和“起动”信号从无钥匙进入/起动控制单元（防盗控制单元）发送到蓄电池管理控制单元。如图5-40所示，起动蓄电池为起动机供电。起动过程中蓄电池管理继电器B关闭，从车身供电蓄电池给T305V供电，而T30 5V的正馈线给起动有关的电气负载馈电。

（2）冷起动除了正常起动所需的输入信号外，蓄电池管理控制单元还接收CAN传输的冷却液温度和蓄电池温度信号。低于−10℃的冷却液温度将决定是否需要两个蓄电池的并联继电器工作，如图5-41所示。蓄电池管理控制单元控制蓄电池并联电路继电器闭合，这样就使起动蓄电池和车身供电蓄电池转变成并联电路。

图5-40 正常起动原理图

继电器B—蓄电池管理继电器2 继电器C—起动继电器 继电器E—发动机管理（点火供电）继电器 继电器L—蓄电池并联电路继电器 继电器S—蓄电池管理 继电器1T30—给其他所有负载供电的蓄电池正极线 T30 5V—起动有关的负载供电蓄电池正极线点火紧急模式—起动所需的电气设备

图5-41 冷起动模式

继电器B—蓄电池管理继电器2 继电器C—起动继电器 继电器E—发动机管理（点火供电）继电器 继电器L—蓄电池并联电路继电器 继电器S—蓄电池管理 继电器1T30—给其他所有负载供电的蓄电池正极线 T30 5V—起动有关的负载供电蓄电池正极线点火紧急模式—起动所需的电气设备

（3）车身供电蓄电池亏电时的起动循环点火开关打开，无钥匙进入/起动控制单元传输“点火紧急模式”信号。当车身供电蓄电池的电压小于11V时，激活“点火紧急模式”信号。

如图5-42所示，通过闭合蓄电池管理继电器S的电路并断开蓄电池管理继电器2的电路，由起动蓄电池给点火电路供电，这样可确保在车身供电蓄电池放电时只给起动相关的电路供电。虽然T305V的供电是通过车身供电蓄电池内的现有充电实现的，并且之后不能确保此充电，但仍提供此T305V。

图5-42 车身供电蓄电池亏电

继电器B—蓄电池管理继电器2 继电器C—起动继电器 继电器E—发动机管理（点火供电）继电器 继电器L—蓄电池并联电路继电器 继电器S—蓄电池管理 继电器1T30—给其他所有负载供电的蓄电池正极线 T305V—起动有关的负载供电蓄电池正极线点火紧急模式—起动所需的电气设备

另外，在此期间CAN网络会进入不完全运行状态，以确保只有起动所需的控制单元参与通信。发动机起动后，舒适系统中的相关加热设备会关闭2～5min。系统检测到发动机在运行后，取消“点火紧急模式”大约2s。直到车身供电蓄电池中有足够的充电电压时，通过闭合蓄电池并联电路继电器，使起动蓄电池支援车身供电蓄电池。

（4）起动蓄电池亏电时的起动循环 在CAN网络上无钥匙进入/起动控制单元发送“点火紧急模式”信号。通过闭合蓄电池管理继电器B的电路和断开蓄电池管理继电器S的电路，使车身供电蓄电池给点火紧急模式供电。当产生“起动请求”信号时，通过闭合蓄电池并联电路继电器的电路，使车身供电蓄电池给起动机供电，如图5-43所示。(www.xing528.com)

2.发生碰撞后进行监控

在发生碰撞事件时，蓄电池管理控制单元通过CAN网络接收碰撞信号。这样就会取消起动蓄电池的充电操作。此DTC（诊断故障码）会一直保存，直到用V.A.S5052诊断测试和信息系统将其清除，如图5-44所示。每次打开点火开关时会测试起动机的导线是否短路。如果检测到短路，则会阻止起动循环开始。

图5-43 起动蓄电池亏电

继电器B—蓄电池管理继电器2 继电器C—起动继电器 继电器E—发动机管理（点火供电）继电器 继电器L—蓄电池并联电路继电器 继电器S—蓄电池管理 继电器1T30—给其他所有负载供电的蓄电池正极线 T30 5V—起动有关的负载供电蓄电池正极线点火紧急模式—起动所需的电气设备

图5-44 发生碰撞后进行监控

继电器B—蓄电池管理继电器2 继电器C—起动继电器 继电器E—发动机管理（点火供电）继电器 继电器L—蓄电池并联电路继电器 继电器S—蓄电池管理 继电器1T30—给其他所有负载供电的蓄电池正极线 T30 5V—起动有关的负载供电蓄电池正极线点火紧急模式—起动所需的电气设备

3.充电过程的管理

（1）起动蓄电池的充电过程 在两个模式下的蓄电池管理控制单元控制起动蓄电池的充电过程：通过晶体管控制和通过DC/DC转换器控制。

如果车身供电蓄电池低于正常充电电压值，DC/DC转换器就会提供充电电流。如果起动蓄电池没有达到规定参数内的要求电压，则取消并禁用充电过程。这意味着故障蓄电池没有连续充电。在蓄电池管理控制单元存储器中输入故障：起动蓄电池的充电监控−已超过上限值。

（2）监控车身供电蓄电池供电电压 前部车身控制单元监控车身供电蓄电池的电荷状态，以避免过度放电。

发动机管理控制单元从交流发电机（端子DF）接收有关交流发电机容量利用的脉冲宽度调制（PWM）信息。此信息通过动力CAN数据总线和驾驶人仪表板中的网关到达舒适CAN数据总线。前部车身控制单元通过比较DF信号和车身供电蓄电池供电电压来评估车身供电蓄电池供电电压的状态。如果检测到车身供电蓄电池的供电状态为危急，则紧急提高怠速转速，关闭舒适电气设备。

（3）提高怠速转速 如图5-45所示，如果车身供电蓄电池的电压低于12.7V10s以上，则把汽车电源的状态归类为危急，并提高怠速转速。前部车身控制单元通过舒适CAN数据总线、网关和动力数据总线将请求提速的信号发送到发动机管理控制单元。当自动变速器位于P或N位时，提高怠速转速。如果过渡到汽车操作时发动机转速事先较高，怠速转速就保持增高的水平。如果电压经常高于12.7V至少2s，则车身供电蓄电池的供电状态被检测为非危急，取消怠速转速提高请求。发动机管理控制单元根据定义值调节对发动机转速的修改。发动机管理控制单元可在很大程度上抑制波动电压造成的发动机转速波动。

图5-45 怠速控制