宝马E90轿车电源诊断、快修精修指南

不同于绝大多数汽车，在宝马汽车上软件和硬件相结合可以确保车辆系统的供电正常。其主要有两项用于供电的软件功能：动力管理系统和电源管理系统。

动力管理系统保证始终提供足够的起动机电流，即使在发动机静止状态时也监控车辆；动力管理系统包括车辆中所有产生、存储和消耗能量的组件，动力管理系统的数据分布在多个控制单元上。

电源管理系统是动力管理系统的一个分系统。电源管理由发动机控制单元执行。在行车过程中电源管理系统调节发电机的输出功率以及为蓄电池充电。

1.供电系统概览

E90轿车供电系统组成概览见图4-1。

图4- 1供电系统组成概览

1—发电机（G ）2—起动机（M ）3—带配电器和接线盒电子装置（JBE）的接线 盒4—接线盒电子装置（JBE） 5—安全蓄电池接线 柱6—多重乘员保护系统（MRS）在CAS的总线端KL.R上的碰撞安全模块 7—带智能型蓄电池传感器的蓄电 池8—后部熔丝 组9—发动机控制单 元10—便捷进入及起动 系统（CAS）与至MRS的总线端KL. 　BSD—串行数据接 口K-CAN—车身控制器区域网络 KL.15—总线端KL.1 KL.15WUP—唤醒导线（总线端KL.15唤醒 ）KL.30—总线端KL.30

（长时正极 ）KL.30g—总线端KL.30g（可转换的 ）KL.30g-f—总线端KL.30g-f

（1）发电机 发电机为蓄电池产生充电电压以及为用电器产生供电电压。发电机根据发动机转速产生一个可变电压（发电机电压）。电源管理系统调节该可变电压。

（2）蓄电池 车辆蓄电池安装在行李箱内的一个塑料壳中。安装的蓄电池容量取决于使用的发动机和车辆装备。

（3）接线盒 接线盒安装在杂物箱后面，在仪表板下面。接线盒由一个配电器和一个控制单元，即接线盒电子装置（JBE）组成。在配电器中有熔丝和继电器。下列继电器对供电来说特别重要：

1）总线端KL.15继电器。

2）用电器断开用总线端KL.30g继电器。

3）出现故障时关闭用总线端KL.30g-f继电器。

（4）前部和后部配电器 在宝马1系和宝马3系中有下列配电器：

1）发动机室内的配电器：电控箱。

2）行李箱内的配电器：后部熔丝组。此熔丝组用一个固定装置固定在车辆蓄电池上。此熔丝组只能整个更换，熔丝不能单个更换。熔丝组中包含下列用电器的熔丝：

①电子气门控制系统（Valvetronic）

②共轨系统（柴油发动机的喷射装置）。

③电控辅助加热器。

④接线盒中的配电器。

（5）智能型蓄电池传感器 该传感器仅限装在带有高级装备的车辆，如车辆通信电脑（CCC）或多音频系统控制器（M-ASK）。智能型蓄电池传感器分析、评估蓄电池的当前质量。智能型蓄电池传感器是蓄电池负极接线柱的一部分。智能型蓄电池传感器定期（周期性地）测量下列值：

1）蓄电池电压。

2）充电电流。

3）放电电流。

4）蓄电池温度。

（6）数字式发动机电子控制系统（DME）/数字式柴油机电子控制系统（DDE）DME/DDE按如下方式参与供电：当发电机电压下降时，DME/DDE按需提高发动机转速。

DME/DDE是动力传动系统控制器区域网络（PT-CAN）上的总线用户。如果安装有智能型蓄电池传感器，则DME或DDE分析当前的蓄电池状态。因此DME或DDE也可影响总线端KL.30g-f。

（7）多重乘员保护系统（MRS）在发生相对严重的事故时，MRS控制单元按如下方式中断供电：

1）安全蓄电池接线柱从蓄电池上脱开。

2）电动燃油泵断开。

（8）串行数据接口 串行数据接口是发动机控制单元（DME/DDE）和发电机之间的数据导线。

（9）两根蓄电池导线 两根蓄电池导线连接蓄电池与发动机室。

1）一根蓄电池导线经外部起动接线柱通往起动机和发电机。

2）另一根导线用于为喷射装置供电（对于汽油发动机：Valvetronic系统，对于柴油发动机：共轨系统）。两根蓄电池导线在宝马1系和宝马3系上都敷设在车辆底板下面。

2.电源管理功能描述

电源管理是发动机控制单元（DME或DDE）中的一个软件。电源管理计算用于调节供电的额定值，其组成见图4-2。

图4-2 电源管理系统图

1—发动机控制单元（DME或DDE）中的动力管理 2—车辆中的用电器 3—接线盒电子装置（JBE） 4—蓄电池 5—智能型蓄电池传感器，仅限带高级装备以及高级电源管理的车辆 6—发电机 7—发动机

在车辆中根据车辆装备的不同，存在两种电源管理：标准装备中的标准电源管理，不带智能型蓄电池传感器；带有高级装备车辆中的高级电源管理，带智能型蓄电池传感器。

（1）标准电源管理 标准电源管理根据计算出的蓄电池温度调节发电机电压。根据车外温度计算蓄电池温度。根据蓄电池温度计算充电电压额定值。通过串行数据接口将该信息通知发电机中的调节器。标准电源管理原理见图4-3。

图4-3 标准电源管理原理

1—发动机控制单元（DME或DDE）中的标准电源管理（BPM） 2—发动机 3—发电机（G） 4—充电电压的额定值 5—怠速转速提升

对于装备汽油发动机的车辆，一旦用电器给发电机最大负载，就立即提高发动机的怠速转速。

对于柴油发动机，则不需要进行发动机怠速转速提升。因为，装备柴油发动机车辆的发电机和发动机之间的传动比高于装备汽油发动机时的传动比，因此发电机在怠速转速时已有一个较高的转速。发电机的功率输出在怠速转速时已经较高，不需要提高转速。

（2）高级电源管理 高级电源管理仅在带有高级装备的车辆上存在。智能型蓄电池传感器对高级电源管理的功能范围起决定作用。

智能型蓄电池传感器向电源管理系统提供有关蓄电池状态的信息，不再需要借助车外温度进行蓄电池温度计算，蓄电池温度直接由智能型蓄电池传感器测量。在标准电源管理中只能匹配怠速转速和充电电压。高级电源管理还能执行下列功能：

1）最佳充电电压。

2）蓄电池检测。

3）电源诊断。

4）关闭各用个电器或降低功率消耗。

在带智能型蓄电池传感器的车辆上，需要时可降低用电器功率或将其完全关闭，在发动机运转过程中也一样。在行车期间只降低与安全无关的且不能直接感觉到的用电器功率或将其安全关闭，例如后窗加热装置的脉冲电流或座椅加热装置的脉冲电流等。高级电源管理原理见图4-4。

在装备柴油发动机的车辆上，APM可调节电控辅助加热器的输入功率。关闭是为了降低临界情况下的电流消耗。用电器断开只可在两个条件下激活：

①蓄电池充电状态处于临界区域。

图4-4 高级电源管理原理

1—发动机控制单元（DME或DDE）中的高级电源管理（APM） 2—蓄电池数据（电流、电压、温度） 3—智能型蓄电池传感器 4—发动机 5—用电器 6—发电机（G） 7—蓄电池 8—充电电压的额定值 9—用电器断开或降低功率消耗 10—怠速转速提升

②发电机完全负载。

高级电源管理系统在关闭各个用电器或降低功率消耗前提下，将先后执行下列措施，见表4-1。

表4-1 高级电源管理执行的管理措施

3.供电系统主要部件介绍

（1）带BSD接口的发电机　通过系统组成图可以知道，带BSD接口的发电机可以主动与发动机控制单元通信。发电机不与充电指示灯连接，而是与发动机控制单元连接。发电机可以识别各种故障。

对于带BSD接口的发电机来说，在发动机控制单元内实现了下列功能：

1）根据可用参数激活/关闭发电机。

2）规定发电机的最大允许满负荷率。

3）控制发电机对负荷阶跃的反应（负荷响应）。

4）根据满负荷率计算发电机力矩。

5）对发电机与发动机控制单元之间的数据线进行诊断。

6）将发电机故障码存储在故障码存储器内。

7）通过CAN控制组合仪表内的充电指示灯。

与以前使用的发电机不同，充电指示灯的显示策略因使用带BSD接口的发电机而改变。即使发电机与发动机控制单元之间的通信中断，也能保证发电机的基本功能。

带BSD接口的发电机也可以通过故障记录区分以下可能存在的故障：

1）高温调低：发电机过载，为确保安全降低发电机电压，直至发电机重新冷却下来。充电指示灯不亮。

2）机械故障：发电机机械部分卡滞或传动带传动机构失灵。

3）电气故障：励磁二极管损坏，激励器断路，因调节器损坏而造成电压过高。

4）通信失灵：发动机控制单元与发电机之间的导线损坏。

其不能识别的故障有：线圈断路或短路故障。可以根据示波器测量的输出波形来判断发电机线圈绕组、定子和二极管的状态，其标准波形和故障波形见图4-5。

图4-5 发电机输出波形

（2）智能型蓄电池传感器（IBS）智能型蓄电池传感器只存在于带有高级装备的车辆上。智能型蓄电池传感器有专用的控制单元。智能型蓄电池传感器安装在蓄电池负极上。

E90轿车上的智能型蓄电池传感器与E60（宝马5系）中的智能型蓄电池传感器是相同的部件，可以通用，其结构见图4-6。

图4-6 智能型蓄电池传感器

1—智能型蓄电池传感器 2—接地线 3—串行数据接口 4—总线端KL.30接线

在行驶模式下，智能型蓄电池传感器的数据通过串行数据接口（BSD）传送至发动机控制单元（DME或DDE）。智能型蓄电池传感器中的软件控制与发动机控制单元（DME/DDE）的通信。蓄电池状态的计算是蓄电池充电状态和蓄电池损耗的基础。IBS可持续监控蓄电池的充电状态和数据的传送并计算发动机起动时的电流变化，以便确定蓄电池的健康状态。(www.xing528.com)

在车辆处于静止状态时，IBS周期性地查询测量值，以便识别能量损失。测量值被输入到发动机控制单元（DME或DDE）中。通过串行数据接口传递数据。

此外IBS还计算蓄电池充电状态。在车辆重新起动后，发动机控制单元（DME或DDE）读取数据。如果存在休眠电流故障，则智能型蓄电池传感器在发动机控制单元（DME或DDE）中生成一个故障码存储记录。

（3）AGM蓄电池AGM蓄电池安装在用电器能量需求较高的车辆上。根据车辆装备，目前在宝马绝大多数车型系列上都安装AGM蓄电池（90A·h）。

提示：

车辆必须与新IBS处于静止状态下至少3h之后新的IBS才能确定蓄电池状态。当蓄电池已充足电时将不再显示检查控制信息（蓄电池过度放电），并且可以显示正确的蓄电池充电状态。

1）AGM蓄电池与普通蓄电池相比，使用寿命明显更长，见图4-7。

2）低温时起动安全性更高。

3）需要高起动电流的发动机在起动时更加安全，例如高功率柴油发动机。

4）100%免维护。

5）降低事故发生时的风险（对环境的危害减小）。

图4-7 AGM蓄电池与普通蓄电池使用寿命比较

3—AGM蓄电池 4—铅钙蓄电池 5—50%电量限制

提示：

可从黑色壳体和缺少所谓的“电眼”识别出AGM蓄电池。

进行有关AGM蓄电池的工作时请注意下列方面：充电、安装位置、壳体保护以及更换电池。

1）充电。充电过程中蓄电池温度应在15～25℃。在这些条件下当充电电流下降到2.5A以下时，说明蓄电池已充足电；如果在蓄电池温度较低时执行充电过程，则充电过程在充电电流低于1.5A时才结束。

如果在安装状态下给蓄电池充电（在车辆上），则充电过程必须通过蓄电池正极接线柱进行。这样可确保，在带智能型蓄电池传感器的车辆上充电过程被车辆电子系统正确识别到。

给拆下的蓄电池（所谓可独立应用的蓄电池）充电时，室温下最大充电电压不允许超过14.8V，并且在此状态不存在快速充电程序。

注意：

AGM蓄电池只能使用宝马认可的充电器充电。

2）安装位置。由于室内外温差很大，所以AGM蓄电池不允许安装在发动机室中，否则其使用寿命会大大缩短。

注意：

不得将AGM蓄电池安装在发动机室中。

3）壳体。绝对不能打开AGM蓄电池壳体，否则蓄电池会由于大气中的氧气进入而失去化学平衡，影响其使用功能。

注意：

不得打开AGM蓄电池壳体。

4）更换电池。原则上传统的铅酸蓄电池都可以被替换成AGM蓄电池。使用AGM蓄电池不会使车载网络发生变化。

提示：

AGM蓄电池适合推荐给“问题客户”。在“问题客户”处，由蓄电池产生的能量流很高。很高的能量损失可能由停车时用电器（电视、停车预热装置等）和对蓄电池不合适的使用特色（“驾驶员忙碌…‘短途行驶…‘停停走走运行”）产生。对于这些问题客户，适合使用AGM蓄电池。

原则上每次更换蓄电池后都必须通过宝马诊断系统对蓄电池进行注册。

提示：

更换蓄电池后应通过宝马诊断系统进行蓄电池注册。如果更换蓄电池后不执行服务功能“注册更换蓄电池”，则不能复位电源管理中存储的数据。蓄电池质量这时对应于已经老化的蓄电池，其蓄电池质量值对新安装的蓄电池来说过低，因此可能导致蓄电池状态的错误解释和不希望的检查控制信息或故障码存储记录（例如尽管安装的蓄电池是新的并已充满电，仍出现检查控制信息“给蓄电池充电”）。

注意：

如果更换了不同型号的蓄电池（如小容量的换大容量的或普通蓄电池换成AGM蓄电池），则需要通过编程系统对新的蓄电池进行编程、设码处理，否则会影响新的蓄电池的性能。

4.总线端介绍

在E90上有许多用电器通过总线端KL.30g或总线端KL.30g-f连接到供电上。总线端KL.30g_- f仅在带有高级装备和智能型蓄电池传感器的车辆上存在。对于这种车辆装备存在高级电源管理。但某些用电器仍旧直接由总线端KL.30供电。例如防盗报警系统在关闭点火开关后仍必须保持工作状态。

在发动机处于静止状态时，某些用电器通过接线盒中的总线端KL.30g按如下方式断开：CAS按照时间控制关闭总线端KL.30g的继电器。

迄今为止已知有下列总线端向用电器供电：

1）总线端KL.30：长时正极，有许多用电器仍旧直接连接在总线端KL.30上。

2）总线端KL.R：仅有MRS控制单元连接在总线端KL.R上。总线端KL.R由CAS控制。

3）总线端KL.15：驻车距离报警系统泊车辅助系统（PDC）控制单元和远光灯辅助系统（FLA）控制单元连接在总线端KL.15上。总线端KL.15由CAS控制。

4）总线端KL.30g：属于可转换的长时正极，根据时间关闭。总线端KL.30g继电器始终存在。总线端KL.30g继电器在总线端KL.R断开约30min后关闭连接的用电器，当车辆中安装有电话时，此滞后时间自动延长到60min。总线端KL.30g继电器由便捷进入及起动系统（CAS）控制。

5）总线端KL.30g-f：当出现故障时关闭，总线端KL.30g-f继电器仅限高级装备时安装，例如当订购了多音频系统控制器和车辆通信电脑（CCC）。

总线端KL.30g-f继电器是一个双稳态继电器，每种开关状态在断电时也保持不变。在正常条件下该继电器保持接通状态。总线端KL.30g-f的继电器在发生故障时关闭连接的用电器。

总线端KL.30g-f继电器由接线盒电子装置控制。接线盒电子装置在车辆处于静止状态时监控休眠电流。可识别下列故障：

1）总线系统的非法唤醒过程。

2）使总线系统始终保持激活的控制单元（阻止“休眠”）。

下面介绍总线端KL.30g-f继电器断电和接通的条件：

1）断电条件。

①接收到信息“信号断开”后。在5min后总线端KL.30g-f继电器被关闭。

②在发动机控制单元中不断读取并分析蓄电池状态。当低于车辆蓄电池的起动功能时，同样关闭此继电器。

③当总线端KL.30g关闭10min后车辆尚未“休眠”时。

④当不存在接通条件时，车辆被“唤醒”30次。

2）接通条件。当总线端KL.30g-f继电器已关闭时，只能通过定义的接通条件重新接通。总线端KL.30g-f继电器的接通条件：

①车辆解除联锁状态。

②一个盖板或车门被打开。

③总线端KL.R接通。

由各个类型的总线端KL.30、KL.30g、KL.30g-f、KL.R以及KL.15供电的控制单元见表4-2～表4-6。

表4-2 总线端KL.30上供电的控制单元

表4-3 总线端KL.30g上供电的控制单元

表4-4 总线端KL.30g-f上供电的控制单元

表4-5 总线端KL.R上供电的控制单元

表4-6 总线端KL.15上供电的控制单元

5.供电电源诊断

电源诊断是诊断系统中的一个测试模块。由于蓄电池放完电或车载网络故障而发生抛锚时，可能有不同的原因。在大多数情况下原因不在蓄电池本身。因此，更换蓄电池只在极个别情况下能够长久解决问题。代之需要对故障源进行一次系统诊断。

当车辆来到修理厂时，投诉的故障常常不复存在。因此车辆中存储的数据成了故障诊断的基础。

有关蓄电池状态以及不同总线系统中的功能过程信息将存储在相应的控制单元中。这些信息可由宝马诊断系统调出和分析。为此在宝马诊断系统中有一个相应的测试模块，用于电源诊断的测试模块从相应的控制单元中读取所有重要数据。在诊断系统中可以显示电源系统的异常信息和标准信息，当猜测存在某个故障时，才生成一条记录的异常信息；而标准信息能够随时显示。

通过诊断系统进行的电源诊断可识别下列故障：

（1）车辆上的故障

1）蓄电池损坏。

2）发电机有故障。

3）休眠电流过高，在总线系统不工作时有时大于80mA。

4）车辆不能休眠：车辆达不到休眠状态，总线系统保持激活。

5）车辆总是反复被唤醒。

（2）属于驾驶人的操作错误

1）停车灯、停车警告灯或闪烁警告灯在停车时保持接通的时间过长。

2）总线端KL.R或总线端KL.15在发动机停机时保持接通的时间过长。

3）频繁在接通多个用电器时短途行驶。

4）车辆的停放时间过长。

注意：

连续充电装置不得连接到点烟器上。后部配电器通过一个继电器为点炯器供电．，在总线端KL.15断开后，该继电器释放。因此会使与点烟器相连的某一个连续充电装置从蓄电池上断开。所以只可通过外部起动接线柱给蓄电池充电。只有这样才能记录车辆的能量输入。