电子电气体系结构是车辆的主要基础设施之一,在当前智能化、电气化的趋势下,其重要性更加突出。通过梳理特斯拉、大众ID系列、奥迪、宝马等车型的电子电气结构,今天整理了保时捷、TyKan的电子电气体系结构,作为保时捷第一款纯电动,梳理了搭载800V高压体系结构的车型,有什么新意吗?
01.
Taycan的网络体系结构
Taycan的网络体系结构的内部代码是MLBevo2,在2018年基于Cayenne和911型号992进行了改进。主要是因为以前的MLBevo2网络架构碰到天花板,总线速度不能满足需求。
主要区别在于网关增加了以太网链接,包括基于以太网的诊断链接、组合仪表、到HUD、OTA管理单元等的网关连接。另外,对纯电车品种增加了高压部件的CAN连接。但是,基于以太网的诊断目前不支持售后诊断,只是开发预订渠道。
TayCAN的网络体系结构是标准分布式体系结构,主要使用CAN、Flexray、MOST、LIN和以太网,如图1所示。
图1 Taycan网络体系结构
其中,CAN总线包括舒适系统1CAN、舒适系统2CAN、扩展CAN、信息娱乐CAN、组合仪表CAN、智能互连CAN、诊断CAN、混合电源CAN,每个子网的配置如图2所示。
图2每个CAN子网配置
FlexRay用于自动驾驶系统和辅助系统的通道A和通道B。其中A通道用于电子机箱平台ECP、SCSM转向柱开关模块、驾驶辅助系统控制模块CDASCU等通信,B通道用于中程雷达MMR、气囊控制模块SC、保时捷稳定管理系统PSM等通信(见图3)。Flexray比德系号汽车成本高,是德系号发明的协议,因此比德系号汽车成本高,但Flexray在安全性、实时性和传输速度方面具有相当大的优势。
图3 Flexray网络
MOST用于第三代信息娱乐系统。
LIN总线来自网关控制设备的2个直接LIN输出、电池传感器和多功能/电容式方向盘。还有BCM1、BCM2、空调、车门、座椅记忆、热量管理、安全的计算机控制装置、驾驶控制装置的传感器和执行器。
以太网与组合仪表、保时捷通信管理系统PCM6.0、conBox、HUD平面图、OTA管理单元和诊断接口一起使用。以太网速度为1000 mbit/秒。
上述每种总线类型的速度如图4所示。
图4 Taycan网络体系结构的总线速度
02.
太康800V高压系统
800V高压高速充电系统是今年各主机厂的主要宣传点,Taycan是第一家采用800V高压高速充电的主机厂,我们来看看其技术到底是如何进行的。(大卫亚设)。
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图5 800V高压架构的可能组合
通常从400V架构过渡到800V架构有6种形式,如图5所示,不像现代的IONIQ 5所有部件均采用800V架构,Taycan部分高压部件采用了800V架构,比如电驱系统、动力电池、高压充电器、高压辅助加热等,像空调压缩机来自保时捷PHEV车辆,因此沿用了400V架构,如图6所示。
图6 Taycan的800V高压架构
其中不同于其他纯电车型的电压等级仅有800V/400V/12V,Taycan的DC/DC还可以输出48V,其主要为两个PDCC Sport控制单元供电,而这两个控制单元又将直流转换为交流,为防侧倾稳定系统在每个车桥上的电机供电。
图7 高压分配以及DCDC
03.
动力电池
供应商为韩国LG的软包电池,电芯的能量密度为180Wh/kg,电芯容量为64.6Ah,总电量为93.4kWh。动力电池包总共有33个模组,每个模组有12个电芯以2P6S的组合组成,动力电池包的能量密度为148.25Wh/kg,总电压为723V,如图8所示。
图8 动力电池包参数
对于充电,Taycan提供3种充电方式:交流、400V 直流快充、800V直流快充。保时捷宣称在22.5分钟内能从5% SOC充到到80%的SOC,最大功率为270kW,电池包的充电的峰值电流为334A,约2.6C充电,刚开始时无法进行最大功率充电,SOC达到40%左右时才能最大功率充电,最大功率充电只能维持在40%SOC-45%SOC之间,之后便进行限功率。
最后来看一下其12V蓄电池,Taycan的12V蓄电池采用的是由A123system提供的LiFePO4电池,重量为6.5kg,额定电压为13.2V,容量为40Ah,该电池集成了BMS,具有电压、电流、温度采样功能,另外该蓄电池还包含一个继电器,可以在必要的时候(包括过度充电、充电不足、短路、温度过高)从内部断开正极端子,以便对蓄电池进行保护。
图9 12V蓄电池
04.
总结
Taycan是保时捷的试水纯电领域的第一款车型,一来就采用的800V高压架构,这对缓解充电焦虑有一定的作用。但是从其网络架构来看,还是很普通,无法实现整车OTA,不过大众新出的ID系列也还不支持整车OTA,相较于国内主机厂,德系节奏还是比较慢,有一次跟朋友聊,大众做自动驾驶光跟客户聊需求就聊了一两年,这时间对特斯拉或者新势力而言已经做了几次重大更新了。
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