从高压系统、网络架构、ADAS梳理800V车型技术

大家好,小科来为大家解答以上问题。从高压系统、网络架构、ADAS梳理800V车型技术这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

解答:

1、在主机厂的新车型发布会上,经常可以听到“新车型基于最新的XXX纯电动平台,具备XXX优势……”的宣传。

2、通常一个品牌为了通用,只会搭建一个纯电动平台,然后衍生出不同的车型。

3、但是奥迪不一样。目前全电动平台有四个,分别是高性能跑车J1平台,也就是保时捷的Taycan平台;MLBevo石油换电力平台;与大众共享的MEB平台,即ID系列的换壳,比如奥迪的纯电动Q4就是大众ID.4的换壳;最后,先进的个人防护设备平台是与保时捷共同开发的。第一款是Q6,然后是A6 Avant e-tron。

4、图1奥迪的4款纯电动平台

5、E-tron GT基于J1平台打造,是首款搭载800V高压系统的车型,充电5分钟续航100km。

6、下面主要从高压系统、网络架构、ADAS等方面来说。

7、1.高压系统

8、所谓高压系统就是电压在250V V以上的设备。

9、对于e-tron GT,其高压系统如图2所示,包括高压电池、高压升压器、充电器等。

10、图2高压系统概述

11、图3高压电池概述

12、在高压系统中,动力电池肯定是大头,它的爆炸图如图3所示,这是符合逻辑的。先来揭开它的技术细节和动力电池的基本参数:

13、1.模块数量为33;

14、2.电芯为162s2p

15、3.最大充电功率270kW;

16、4.电池组重量约650kg;

17、5.额定电压726V;

18、模块的连接模式如图4所示。由于e-tron GT电池分为两层,左侧为底部电池连接,右侧18、19、20为上部电池连接。

19、图5电池模块的连接方式

20、每个电池模块中集成了一个模块控制单元,其作用是测量六个电芯的电压和温度,最大被动平衡100mA,也就是说能量是以电阻加热的形式消耗的。

21、被动启动条件是电池管理系统监测到电芯电压偏差达到20%,电池组电池容量超过30%。

22、控制器安装在模块靠近纵梁的横向位置,如图6所示。

23、图6模块之间的连接和控制器的安装位置

24、每个模块由12个电池组成,6个串联,2个并联。每个电池的额定电压为3.65伏,容量为66Ah。模块外部电压为21.9V,如图7所示。

25、图7模块内部

26、高压升压器

27、高压升压器是车辆内部电压的转换模块,也是能量分配模块,如图8所示。

28、图8高压升压器

29、它有三个电压转换环节:

30、1.将400V转换为800V的环节主要是在外接充电桩为400V,需要转换为800V作为动力电池的输入电压时使用。

图9400V升800V示意图

2.将800V转为400V的链路,因为除了动力电池之外,其他高压部件均为400V,包括空调压缩机、电驱动力总成等。

3.将800V转为12V,给低压蓄电池充电以及电压用电器供电,这不仅是在车辆使用过程中起作用,当车辆停在停车场很长时间时,通常会出现电压蓄电池亏电,给车主带来麻烦,e-tron GT上做了个人性化的处理,当系统检测到蓄电池电压过低时,并且动力电池电压大于10%,高压booster会自动启动给低压蓄电池充电,并且蓄电池馈电尴尬的场景。

总体来说,整个高压系统的技术比较中规中矩,在800V高压部件中,也仅有充电链路是支持的,其他高压部件还是沿用400V,不像现代的IONIQ 5的高压系统(如图10所示),基本是一步到位,全部800V。

这一点可能也可以看出,德国造车比较稳健、保守,新技术是一步一步上的,但是在当前车型也是快速迭代的背景下,这种节凑可能已经不适应了,这一点从大众的ID系列也可以看的出,一打开车门,看到座舱,总感觉回到了诺基亚时代。

图10现代的IONIQ 5的高压系统

02.低压12V蓄电池

e-torn GT除了是奥迪第一款使用800V充电系统之外,也是第一款低压蓄电池采用锂电池(磷酸铁锂电池)的车型,与传统的铅酸蓄电池相比,其具有:

1.重量减少,与同等容量的铅酸蓄电池相比,重量减少约50%;

2.使用寿命延长2.5倍,循环稳定性高7倍;

3.显著提高电压稳定性;

4.体积相比铅酸电池减少约20%;

蓄电池内部共集成8个电芯,以4串2的方式连接,每个电芯的额定电压为3.3V, 那蓄电池的额定电压为13.2V。

46、电池的控制单元被安装在电池外壳顶部,并且控制线路与供电线路是分开的,而特斯拉的则是将控制板集成到内部,并且控制线路与供电线路集成到一个接插件中,相比而言,特斯拉的集成度更高。

图11特斯拉的12V蓄电池

图13e-torn GT的12V蓄电池

12V蓄电池在不同电压水平时的运行策略:

1.当电压大于15.5V,并且持续120s,电池将不允许充电,直到电压降到15.5V以下;

2.当电压小于10V,不在对外供电,当充电链路打开后,才会重新进行低压供电;

3.当电池电压小于8V,认为电池已经损坏,需要更换;

12V蓄电池的充电链路是:动力电池的800V经高压booster,转换为12V,为12V蓄电池充电,如14所示。

图1412V蓄电池的充电链路

除此之外,上文也提到了,在车辆静置时,当低压蓄电池的容量低于一定值时,动力电池会自动激活为12V蓄电池充电的策略。

其具体的逻辑是当12V蓄电池的容量小于8Ah,并且动力电池的SOC大于10%,充电链路被激活,当12V蓄电池的电量达到20Ah,或者充了30分钟,充电链路会断开。

60、在长时间静置的过程中,这个链路最多被激活8次。

03.网络架构

网络架构是一个车辆的电气骨架,用于车载控制器控制流的交互。

63、e-torn GT的网络架构主要由几个局域网络构成,包括舒适CAN网络、舒适CAN2网络、扩展CAN网络等。

舒适CAN网络

该网络主要是用于车门、后备箱、防盗、座椅等的控制,局域网的架构如图14所示,该网络以500kbp的CAN总线为主。

其中J136是座椅控制单元,与转向柱联动;J223是电动扰流板控制单元;J386是车门控制单元;J926是后座车门控制单元;J387是前排乘客车门控制单元;J393是舒适控制单元;G578是防盗传感器;H12是警报器喇叭;J938是后尾箱电机控制单元;J521是前排乘客控制单元,J533是数据总线诊断单元,J453是方向盘控制单元。

67、J605是后尾箱控制单元。

图15 舒适CAN网络

舒适CAN2网络

舒适CAN2 网络主要是车辆附件的控制,包括后视镜、大灯、雨刮、座椅通风等,以LIN总线为主,如图16所示。

其中J519为板载供电控制单元;EX5为后视镜;G397为雨水和灯光传感器;J866为电动可调转向柱的控制单元;MX1/MX2分别为前左右大灯;J979为制热和空调控制器等。

图16舒适CAN2网络

扩展CAN网络

扩展CAN网络主要连接胎压检测控制J502、变道辅助控制单元J769/770、倒车摄像系统控制单元J772、夜视系统的控制单元J853、引擎声浪模拟控制单元J1167/J1177。

图17扩展CAN网络

Flexray网络

Flexray网络主要用于底盘线控,主要还是因为Flexray总线的安全性以及可靠性,而在国内,目前底盘线控主要还是基于CAN来做的。

81、话不多说,直接上拓扑图,如图18所示。

其中J104是车身稳定装置,是ADAS线控制动的一部分。

83、J234是气囊控制单元,J500是EPS电动助力转向。

84、J527是转向柱控制单元,J539是博世的iBooster。

85、J1121是ADAS控制单元,1-12是超声波传感器。

86、J1019是后轮转向控制。

87、J1234是前轴电驱动,J1235是后轴电驱动。

88、J428为自适应巡航ECU,与主雷达相连,J1088为前左雷达,J1089为前右雷达。

89、J769为变道辅助单元,J770为左后雷达。

图18 Flexray网络

诊断CAN/以太网网络

该网络主要连接OBD口,用于通过诊断读取内部数据,包括故障码、配置参数等,另外也可以刷新内部控制器的软件,由于有些控制器软件很大,所以现在大部分车都引入了基于以太网的诊断链路。

该网络中J533为网关,J794为Infotainment单元,J949为E-call。

95、下图中J898为AR HUD。

图19 诊断CAN/ETH网络

总体来说,整个网络架构并没有什么新颖的地方,也没有去继承大哥ID系列的域控架构,中规中矩。

04.ADAS系统

从功能性来看,e-torn上的ADAS系统为普通的L2级驾驶辅助系统,与2017版的A6/A7/A8/Q7/Q8上的完全一致,包括自适应巡航、泊车辅助、城市辅助等功能,也没啥可梳理的,直接上一张整体的架构图供大家参考吧,如图20所示。

其中G203-G206、G252-G255、G568-G717是12个超声波传感器;J1121连接为ADAS控制单元,R243-R246是360全景4个摄像头,J685为中控显示屏,J104为ESC,J794为Infotainment单元。

图20 ADAS系统架构图

05.总结

总体而言,在当前新技术层出不穷的背景下,从技术层面来说,像e-tron这种性能车,技术都中规中矩,并没有亮眼的地方,不像国产品牌,在新技术的应用上都很激进。

106、虽然是老品牌,在新时代,不能吃老本了。

审核编辑 :李倩

本文到此结束,希望对大家有所帮助。

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