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Audi E-tron和Taycan車內充電方案的設計對比

2020/08/06
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閱讀需 5 分鐘
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Audi E-tron 和 Taycan 這兩臺車在做工程設計中,有很多地方是很相似的。一個是 400V、一個是 800V,具體我們來看一下有哪些具體的差異??傮w來說,這兩臺車在很多地方都是相似的,特別是控制結構、功能分配。我們在后續(xù)的 MEB 系統架構上能看到很多的地方是演進的。主要的差異是把充電機的功能大部分都移植到 ICAS1,在 ICAS1 里面把 VCU 的很多的功能多拿了過去。

01.E-tron 的充電系統設計

如下圖所示,E-tron 的整體的設計也是從充電接口開始到充電機,交流部分通過這個輸入轉接合并連接在一起,這個可以兼容交流、直流分離和合在一起的方案,通過這個分配器進行連接映射。直流部分直接輸入到電池系統里面去(圖 2 的 DC positive 和 DC negative),如下所示。 

圖 1 E-tron 的充電連接配置示意圖

如上所述,這里的充電管理功能也是完全交給充電器來完成,這個好像是大眾之前的管理,車載充電機演變?yōu)橐粋€管控終端,同時可以兼容 11kW 和 22kW 的方案,通過 2 個組合使用。 

圖 2 高壓系統拓撲連接 

 

大眾有一個延續(xù)的特征,就是把電池、充電管理、DCDC 和熱管理系統(有一個中央的熱管理模塊)分成一組,然后把驅動系統前后兩個橋和其他系統組合在一起。為了更好的管理充電門的特征,車載充電機和車門采用了 LIN Bus 進行連接。 

圖 3 E-tron 的充電控制邏輯 

這里討論一個實際的問題,我覺得采用 LIN 這樣的器件智能化的大邏輯是對的,大眾這套 BEV 的控制邏輯最大的問題是保留了諸多的子網,分得太細。關于 E-tron 的網絡架構和之前展示的 PPE 的架構圖,我們后續(xù)可以單獨來討論。 

02.Taycan 的充電設計

如下圖所示,Taycan 的設計和 E-tron 的設計是有一些相似的。

1) Taycan 具有一個 Combo 的直流接口,這個可以替換成 Chademo 和國標,直流直接輸入出到高壓助力器,可以支持 400V 輸入和 800V 輸入兩種規(guī)格 

2) Taycan 把交流端的接口獨立出來了,單獨連接到高壓充電器上 

圖 4 Taycan 的系統控制

在這樣的控制邏輯里面,等于 BMS 是完全不用管充電的,整個充電管控的工作是全部交給高壓充電機來做的,包括直流部分也是通過高壓協調器(HPC)檢查實際電壓來調度 400V=>800V 的控制,或者是直通模式來控制整個充電過程。如下圖所示:

圖 5 Taycan 的充電管理過程

因此我們可以看到高壓充電器是連接不同充電接口,包括 PWM、CAN 甚至是 PLC 通信的單元,然后通過它對外部進行轉換之后整體在內部的 Hybrid CAN 上進行控制。由于 Taycan 的 Electrical 部分的材料還沒有看到,猜測這套系統其實和奧迪在很多地方也是相似的,某種意義上,Taycan 和 E-tron 的差異,主要是 400V/800V 中有個升壓器,其他的充電部分在控制結構,每個部件的功能分配都是一樣的。 

圖 6 Taycan 的電壓轉換 

小結:其實從上面兩個例子來看,Taycan 和 E-tron 都是從之前的 PHEV 傳統車型的架構轉化過來的,對于高壓部件在軟件上面有挺多的要求,而隨著進入 MEB 和 PPE 時代,很多的控制功能都被域控制器所接管,單個高壓部件的軟件部分要求就逐步降低了

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現在在做子系統和產品方面的工作。汽車產業(yè)雖然已經被人視為夕陽產業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實現個人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。