Audi E-tron和Taycan车内充电方案的设计对比

汽车电子设计 2020-08-06





Audi E-tron和Taycan这两台车在做工程设计中,有很多地方是很相似的。一个是400V、一个是800V,具体我们来看一下有哪些具体的差异。总体来说,这两台车在很多地方都是相似的,特别是控制结构、功能分配。我们在后续的MEB系统架构上能看到很多的地方是演进的。主要的差异是把充电机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过去。

01


 E-tron的充电系统设计


                                

如下图所示,E-tron的整体的设计也是从充电接口开始到充电机,交流部分通过这个输入转接合并连接在一起,这个可以兼容交流、直流分离和合在一起的方案,通过这个分配器进行连接映射。直流部分直接输入到电池系统里面去(图2的DC positive和DC negative),如下所示。 


图1 E-tron的充电连接配置示意图


如上所述,这里的充电管理功能也是完全交给充电器来完成,这个好像是大众之前的管理,车载充电机演变为一个管控终端,同时可以兼容11kW和22kW的方案,通过2个组合使用。 


图2 高压系统拓扑连接 


大众有一个延续的特征,就是把电池、充电管理、DCDC和热管理系统(有一个中央的热管理模块)分成一组,然后把驱动系统前后两个桥和其他系统组合在一起。为了更好的管理充电门的特征,车载充电机和车门采用了LIN Bus进行连接。 


图3 E-tron的充电控制逻辑 


这里讨论一个实际的问题,我觉得采用LIN这样的器件智能化的大逻辑是对的,大众这套BEV的控制逻辑最大的问题是保留了诸多的子网,分得太细。关于E-tron的网络架构和之前展示的PPE的架构图,我们后续可以单独来讨论。 

02


Taycan的充电设计


                                

如下图所示,Taycan的设计和E-tron的设计是有一些相似的。

1) Taycan具有一个Combo的直流接口,这个可以替换成Chademo和国标,直流直接输入出到高压助力器,可以支持400V输入和800V输入两种规格 

2) Taycan把交流端的接口独立出来了,单独连接到高压充电器上 


图4 Taycan的系统控制


在这样的控制逻辑里面,等于BMS是完全不用管充电的,整个充电管控的工作是全部交给高压充电机来做的,包括直流部分也是通过高压协调器(HPC)检查实际电压来调度400V=>800V的控制,或者是直通模式来控制整个充电过程。如下图所示:


图5 Taycan的充电管理过程


因此我们可以看到高压充电器是连接不同充电接口,包括PWM、CAN甚至是PLC通信的单元,然后通过它对外部进行转换之后整体在内部的Hybrid CAN上进行控制。由于Taycan的Electrical部分的材料还没有看到,猜测这套系统其实和奥迪在很多地方也是相似的,某种意义上,Taycan和E-tron的差异,主要是400V/800V有个升压器,其他的充电部分在控制结构,每个部件的功能分配都是一样的。 


图6 Taycan的电压转换 

小结:其实从上面两个例子来看,Taycan和E-tron都是从之前的PHEV传统车型的架构转化过来的,对于高压部件在软件上面有挺多的要求,而随着进入MEB和PPE时代,很多的控制功能都被域控制器所接管,单个高压部件的软件部分要求就逐步降低了


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