【奥迪bms通信协议怎么改】宋南：与方程式E同族奥迪e-tron电气驱动技术长短板研究。

本文为新能源信息分析网，沿奥迪FormulaE车辆三亚站进行与深圳岛技术同步的新型奥迪e-tron电动SUV 3电气系统及动力电池热管理战略的长短期深度研究。

新开发的这款纯电动赛车奥迪e-tron FE05参加了Formula E 5赛季。奥迪e-tron FE05与以前的车型相比，续航里程增加了一倍。目前电池的容量足以支撑比赛45分钟，因此赛事组织取消了比赛中备用车更换的规定。因此，在2018/2019赛季期间，车手只用一辆赛车就能完成整个比赛。

在三亚站，奥迪e-tron FE05赛车组成了新的“Brake-by-Wire”技术(系统)，将制动控制与后轴的传动分开，实现电子控制。因此，制动平衡将始终保持最佳分配比例，进一步提高动力回收的效率。这种“Brake-by-Wire”技术(系统)也有限地应用于民用奥迪e-tron电动SUV，是在多种驾驶环境中供应的供应系统。

但是，向民间市场推出的奥迪e-tron电动SUV，无论是电力驱动技术还是电力电池热管理战略，都与奥迪e-tron FE05赛车大不相同。

奥迪e-tron自适应前后1套“3合1”异步驱动电机组件中央动力电池组件加载功率95度电；在最低工作温度低于15摄氏度的热泵空调、4种动力电池和车辆热管理战略E-tron FE05赛车用"先控制动"系统中，提供了更准确的功率分配/回收效率。基于世界最低0.27抗风(适应电子后视镜版本)和车辆制造水平的精密工艺，奥迪e-tron每小时120公里(或更高速度)的综合里程达到350-400公里(德国冬季设计总公司的结果)。当然可以快速充电150千瓦和22千瓦

1、奥迪e-tron电动驱动技术：

上图是适合奥迪e-tron的前后驱动电机组件、中央动力电池组件和相关控制子系统技术状态特写。

红色箭头：“3合1”异步感应驱动电机组件最大输出功率125千瓦(开机自检模式增加10千瓦)

蓝色箭头：“3合1”异步感应驱动电机组件，最大输出功率140千瓦(bost模式增加25千瓦)

绿色剪刀：具有上下两部分组成的液体热管理功能、负载功率95度电的动力电池组件。

适合奥迪e-tron的前后驱动电机输出功率设置处于“前后重量”状态。在小负载驱动模式下，后驱动电机负责车辆驱动，前驱动电机的“定子”和“转子”被离合器“分离”，停止运行，减少滚动内阻。在s模式下，bost模式将自动激活，前后驱动电机根据基本输出功率共增加35千瓦，从而获得更好的功率输出和驾驶感觉。

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上图为奥迪e-tron前驱动桥及相关控制分系统细节特写。

黄色箭头：“3合1”异步感应驱动电机总成（驱动电机、单级减速器和驱动电机控制系统）

红色箭头：最低运行温度突破零下15摄氏度的热泵空调电动压缩机

橘色箭头：标配的150千瓦液冷OBC（充电机）

绿色剪头：分散式布置的DCDC控制总成

上图为奥迪e-tron后驱动电机总成细节特写。

奥迪e-tron前后驱动电机存在功率差，不过从设计本质看，都是采用相同的技术和工艺。为了应对前“前轻后重”的轴荷比例，奥迪e-tron的前驱动电机输出功率弱于后驱动电机。在不同路况下这种功率设定，有利于提升铺装路面操控性和复杂路况脱困能力。

为了保证前后驱动电机运行温度处于60摄氏度较为合理的运行区间，在内部增设了伺服“定子”、“转子”和高速轴承的散热循环管路。合理的利用全铝合金（驱动电机和减速器）壳体散热功能，配合大排量电子水泵的适配，保证前后异步感应电机的勤务率。

在这里不得不说的是，奥迪e-tron的采用“3合1”异步感应电机总成，在基础技术层面与2013年量产的特斯拉S、2018年量产的蔚来ES8等电动四驱SUV相差无几。

但是，这也与2016年-2019年，中国市场普遍量产的电动汽车适配永磁同步电机系统，有着电耗大、体积大以及为应对巨大的发热量而消耗自动力电池装载电量的冷却系统的不可避免的缺陷。

上图为奥迪e-tron适配的电液耦合制动总泵（不包含真空助力系统）。这套技术先进的电动汽车专用的电液耦合制动总泵，与控制模块适配，构成了源自奥迪e-tron FE05型fomulea-E电动赛车的“线控制动”系统。

从奥迪官方资料看，e-tron在匀速行驶、急加速、踏板制动、怠速滑行以及转向过程中，可以根据2/4驱模式的不同，进行自动馈电和人工介入（设定在方向盘上的能量回收级别调节按钮）十余种工作模式的调整。

电液耦合制动总泵与ABS系统作为硬件基础，在作为软件的控制模块（驱动控制器）伺服下，驾驶员通过调整能量回收级别，以达到优先馈电和其次减速目的。在踩下动踏板进行紧急制动时，优先保证减速，然后在进行馈电动作。然而在处于ACC智能驾驶模式中，根据前置摄像头获取的视频信息、经过控制模块处理，根据实际路况进行预先馈电以控制合理车速。当路况危险程度提升至一定阈值，电液制动总泵的机械部分被激活，在ACC智能驾驶系统控制下，进行安全为侧重点的制动动作。

2、奥迪e-tron动力电池热管理策略和高压充电技术：

奥迪e-tron搭载的动力电池总成自重约0.7吨；装载电量为95度电；适配软包三元锂电芯（LG）；具备液冷和预热4种热管理策略（技术）。

上图为奥迪e-tron中置动力电池总成技术细节特写。

红色箭头：设定在动力电池前部上端的OBC（高压配电盒）

黄色箭头：一体化的铝合金材质的动力电池外壳

蓝色箭头：第二层动力电池总成（小）

红色箭头：设定在主电池总成后部上端的小电池总成

绿色剪头：小电池总成液冷循环管路出水口

黄色箭头：底部的主电池总成外壳体加强筋

蓝色箭头：轻量化+高强度的铝合金外壳体设定

这种主电池总成后部搁置一组小电池总成的技术设定，或处于可以适应更多车型的模块化需求。在未来推出的不同型号的e-tron上，主电池形制为基础，增加或去掉小电池，已根据不同车型物理限制，获得更好地性能和前后轴荷的配重。

蓝色框架：奥迪e-tron的电池连接盒（PDU）

奥迪e-tron的电池连接盒模块技术的引入，疑似将PDU模块与动力电池通信线缆控制面板进行了集成。将单独设定PDU从动力舱转向电池总成前部上端布置，是奥迪e-tron一个有意思的设定。通过PDU设定在靠近电池总成前部，可以有效减少通往电池的高压线缆长度、降低较多的发热量同时有利于降低自重。

红色箭头：从150千瓦和22千瓦充电接口引出的高压动力线缆和“3合1”异步感应电机总成引入的高压线缆，汇总至电池连接盒（PDU）

黄色箭头：动力电池控制线缆接口

但是，作为电驱动控制系统的一部分的PDU，也是日常维修养护的一部分。暂且不说分散式的PDU没有与DCDC、OBC进行总成，这种设定在不便于维修的动力电池前端的做法，似乎凸显了“汉斯”们对己方技术可靠性高度认可的执拗。

有一种设计理念是，对于可靠性高、维护几率低的分系统，可以布设在更隐蔽的位置。将更宝贵的空间，让给被经常维护，便于目测观察的分系统，设定在通风散热良好的动力舱。

上图为奥迪e-tron动力电池总成分解结构技术特写。

红框区域：一体化铝合金材质循环管路总成

与一些本土品牌动力电池总成内部，多采用塑料软管+铝材质散热基板的方法不同。奥迪e-tron的动力电池内部循环管路采用一体化策略。整套循环管路，仅有外露的2组进出管路接头。这种设定，可以彻底杜绝电池总成内部塑料管路和“4通”阀体渗漏，导致冷却液溢出，引发“热失控”安全事故。用铝合金材质硬管，替代塑料材质软管，自重或不会有太多差异，但是散热和保温效果更出色。

上图为将动力电池铝合金上壳体刨开，“裸露”在外的电芯PACK技术细节特写。

2015年，奥迪宣布与南朝鲜LG和三星SDI合作研发车用动力电池系统。此后多款奥迪系PHEV和EV车型，均搭载由LG提供的软包电芯。然而，动力电池总成以及BMS系统，依旧由奥迪自行研发和量产（得到LG的有限度的技术支持）。

采用LG提供的软包电芯构成PACK都拥有单独的铝合金外壳。内部适配12组软包电芯之间，也设定了交换热量的铝合金基板并与上下壳体通过导热硅脂（提升热交换率）硬链接。最终每组软包电芯PACK（铝合金外壳），再与一体化铝合金材质循环管路总成硬连接，保证全部电芯都处于25-35摄氏度最佳温区。

上图为奥迪官方演示ppt显示的e-tron动力电池处于某一种小循环状态的热管理策略。

没有经过热泵空调压缩机，仅通过前部主散热器和电子水泵，对动力电池进行热交换。这种通过在动力舱设定的“4通”阀体控制的

小循环，可以在保证车辆运行处于可控工况下，尽可能的减少参与协同伺服的分系统的耗电量（电子水泵和电磁阀体）。

上图为奥迪官方演示ppt显示的e-tron动力电池处于某一种大循环状态的热管理策略。

经过热泵空调压缩做工（或预热或制冷），通过另一组电子水泵及电磁“4通”阀体配合，对动力电池总成进行热交换。显然，这种“大循环”热管理策略，或者是在低温预热、或这在高温散热，以保证电池内部温度快速恢复正常工况。

援引奥迪官方信息看，e-tron具备4种热管理策略，通过类似于特斯拉BMS策略，对参与制热或制冷循环规模控制，在效率、温度、电耗三方面进行平衡。

上图为奥迪e-tron适配的150千瓦充电接口。

上图为奥迪e-tron适配的22千瓦（11千瓦）充电接口。

上图红色箭头所指的是“国标”360千瓦充电接口（新状态）；上图蓝色箭头所指的是2015“国标”兼容40-120-200千瓦充电接口。

早在2014年，中国与德国就签署了电动汽车充电统一标准协议。然而从奥迪e-tron适配的150千瓦充电接口看，依旧采用与中国国家充电标准不一样的“欧规”。

奥迪e-tron标配150千瓦快充系统、11千瓦（家用220v）充电系统，也可以额外购买22千瓦（家用220v）充电系统。但是只有选装22v和标配的11v充电接口，可以在中国市场兼容2015“国标”充电桩。一旦2020年，北汽新能源、吉利和比亚迪等本土车厂在国家电网号召下，推出新状态的“国标”360千瓦充电协议，恐怕即将开启国产化进程的奥迪e-tron，将要面临是否推出有别“欧标”的“国标”车型。

由于充电标准协议的替换，势必要对整车在不同环境下可靠性和安全性进行重新标定。无论对于奥迪、大众、巴依尔还是富豪，都将不可避免，在中国市场推出符合“国标”充电协议的车型。

3、奥迪e-tron基于传统车型制造的技术特点：

标配电子后视镜的奥迪e-tron风阻系数为0.27，前保险杠两侧的扰流板既可以降低前制动分泵热量，又起到了整流的作用。

前后副车架均铺设包裹严密的护板，与完全“融入”车身焊接的动力电池总成构成“流体”平面。

为了进一步降低不同车速下的综合电耗，奥迪e-tron还适配主动可关闭进气格栅技术。日常都市通勤时，前进气格栅开启，增加低车速时动力舱内部的空气循环效率。高速行车环节，进气格栅关闭降低风阻。

无论出于那种用车工况（车速、空调），主动进气格栅功能的激活与关闭，都要在动力电池热管理技术（策略）加持下协同运行。依旧寻求的是风阻、电耗、散热（预热）之间的微妙平衡。

4、奥迪e-tron的电驱动技术长短板：

2018年上市的奥迪e-tron电动四驱SUV，应用了的“线控制动（ Brake-by-Wire）”技术（系统），完全超越了中国本土品牌制造的大多数电动汽车。依靠运动赛事，不断地积累控制策略经验和数据，更使得奥迪e-tron具备更丰富的性能与续航间“粗狂”的平衡优势。而分散式电驱动控制系统的布局，也凸显了奥迪e-tron在新能源技术储备上与日本日产和部分中国本土品牌的差距。

与南朝鲜LG和三星SDI，就动力电池电芯方面的合作，实际上表明了以德国“BBA”传统车厂，在已经开启的全球新能源时代最基本构成的电池系统方面的落伍。当然，奥迪e-tron在整体方面，对特斯拉S/X等售价70万元起的电动车优势巨大。

上图为奥迪e-tron前悬架细节特写。全铝合金采购构成的副车架、驱动电机悬置机构、下摆臂和转向节，有效的降低前驱动桥的自重和部分簧下质量。

上图为奥迪e-tron前驱动桥副车架上驱动电机悬置锚点细节特写。

全铝合金材质的副车架，在驱动电机悬置锚点加强筋的处理上凸显了“汉斯”在机加工方面的绝对优势。这种基于整车制造层面的优势，真的是“百年”造车积淀形成的。

笔者有话说：

从立项到技术准备，再到量产，欧洲版奥迪e-tron商品车经过4.5年才得以落地。对于全球范围最早的将新能源技术应用在军用化的德国奥迪，相对中国、美国市场骤然兴起的“造车新势力”所谓的3年、2年甚至1年多就从零到量产的造车速度而言，实在有些保守。

反向比对，担负着与特斯拉全球争锋任务的奥迪e-tron，不在是之前推出的PHEV类e-tron车型以及高尔夫级别的e-tron的技术状态。但是从4.5年前的全球范围新能源技术状态看，奥迪e-tron采用分散式电驱动技术设定也是无可奈何。

好在，通过低风阻的外观设定、经过运动赛事验证的“线控制动（ Brake-by-Wire）”技术（系统），以及看似复杂却高效的动力电池热管理技术（策略），在一定程度上弥补了2组异步感应电机和分散式电驱动技术带来的负能量。

文/新能源情报分析网宋楠