保时捷Taycan的电子电气架构详解

baoshijie

电子电气架构作为车辆主要的基础建设之一，在当前智能化、电动化的趋势下，其重要性更为突出。之前对特斯拉、大众ID系列、奥迪、宝马等车型的电子电气架构进行过梳理，今天来梳理一下豪车保时捷Taycan的电子电气架构，其作为保时捷首款纯电，并且搭载800V高压架构的车型，是否有一些新颖的地方呢？

01.

Taycan的网络架构

Taycan的网络架构的内部代号为MLBevo2+，是基于2018款Cayenne以及911车型992改进过来的。主要是原先的MLBevo2网络架构已经碰到了天花板，总线速率无法满足需求。

主要差异点是网关增加了以太网链路，其中包括基于以太网的诊断链路，以及网关与组合仪表、HUD、OTA管理单元等的连接。另外针对纯电车型，增加了一路高压部件的CAN连接。但是基于以太网的诊断目前还不支持售后诊断，仅仅是开发预留的通道。

Taycan的网络架构如图1所示，标准的分布式架构，其主要用到的总线包括CAN、Flexray、MOST、LIN、以太网。
本文福利:分享报告《智能网联安全白皮书》，公众号对话框回复【汽车ECU开发021】下载。


图1 Taycan网络架构
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、智慧互联CAN、诊断CAN、混合动力CAN，各子网络的构成如图2所示。


图2 各CAN子网组成
FlexRay用于自动驾驶系统与辅助系统的通道A和通道B，其中A通道用于电子底盘平台ECP、SCSM转向柱开关模块、驾驶辅助系统控制模块CDASCU等的通信，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等的通信，如图3所示。Flexray在德系豪车用的比较多，因为其成本相较于CAN要高而且也是德系发明的协议，但是Flexray在安全性、实时性、传输速度方面都具有相当优势。


图3 Flexray网络
MOST用于第三代信息娱乐系统。LIN总线来自网关控制单元的两个直接 LIN输出，蓄电池传感器和多功能/电容式方向盘。以及BCM1、BCM2、空调、车门、座椅记忆、热量管理、安全电脑控制单元以及驾驶控制单元的传感器和执行器。以太网用于与组合仪表、保时捷通信管理系统PCM6.0、conBox、HUD平显、OTA管理单元、诊断接口。以太网的速率为1000Mbit/s。以上各类总线的速率如图4所示。


图4 Taycan网络架构中总线速率

02.

Taycan的800V高压系统
800V高压快充系统是今年各主机厂主要宣传点，Taycan作为首批采用800V高压快充的主机厂，其技术表现到底如何，下面来看看。

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。