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情境引入 故障现象： 一辆2008年奥迪A6L(C6)轿车，行驶61000km。最近驾驶人发现，当点火开关打开几分钟后MMI(多媒体交互系统)显示屏上就会显示“请起动发动机，否则系统将在3分钟内自动关闭”，如不起动发动机MMI(多媒体交互系统)随后就会自动关闭。 原因分析： 该车带有“蓄电池及能源管理控制系统”，该系统的主要功能在于对蓄电池充电、放电状态进行监控，这一调节的目的是避免蓄电池过度放电以及保证车辆随时可以起动，蓄电池电量过低就会有该故障显示，该是明显的蓄电池故障，更换蓄电池故障排除。 蓄电池及能源管理控制系统首次安装在了03奥迪A8(D3)车上，其主控单元代号为J644。 ▲能源管理控制单元J644 车内电子部件以及电子控制单元的增多增加了对电能供应的要求。无节制地将电能调出会导致汽车各种状态下可使用的电能急剧下降。 能源管理控制单元的主要功能在于，对蓄电池充电状态进行监控，在特殊情况下通过 CAN 总线对用电器进行调节，借助切断功能使电能消耗最小，且提供最优的充电电压。这一调节的目的是避免蓄电池过度放电以及保证车辆随时可以起动。 ▲能源管理控制系统功能线路图 图例： A-蓄电池 B-起动机 C-交流发电机 J644-能源管理控制单元 J655-用于切断蓄电池的继电器 ①、②-接气囊控制单元J234 ③-舒适系统CAN总线，高电位 ④-舒适系统CAN总线，低电位 ⑤-50号线（来自起点继电器2J695） 能源管理控制单元J644被直接地安装在行李舱内右侧，靠近蓄电池处。 ▲蓝色区域为能源管理控制单元J644的安装位置 能源管理控制单元J644的任务被划分为三大功能模块。这些功能模块在不同的车辆状态条件下被激活。
三大功能模块将在车辆状态确定时起作用。车辆状态被分为三种：
功能模块1——蓄电池管理 为了进行蓄电池诊断，蓄电池管理控制单元必须得到以下的数据： – 蓄电池温度； – 蓄电池电压； – 蓄电池电流； – 蓄电池工作时间。 蓄电池电流和蓄电池电压是在控制单元里检测的。这里蓄电池的温度是采用一种数学算法计算出来的，与此不同的是蓄电池电压是在蓄电池正极上测量得到的。 1蓄电池状态指示 蓄电池起动能力以及目前的充电状态是在组合仪表里显示的，如图2-78所示。这两大部分的信息是静态电流管理和动态管理的基本量。最佳的充电电压是经由一个接口供发电机使用的。 ▲仪表显示蓄电池状态 蓄电池充电状态指示可以经由MMI(多媒体交互系统)的CAR功能调出的。在横杆图中以 10%的数量级显示。在60%到80%之间的充电状态是正常的蓄电池充电状态。 ▲MMI上显示蓄电池充电状态 当发动机停止转动时，如果用电设备持续处于开启状态，则蓄电池就会放电。如果发动机的起动能力因此受到影响，则 MMI 就会显示起动发动机的要求，以避免在之后的三分钟内系统被自动切断，并提示“起动发动机”。 ▲MMI上提示“起动发动机” 2充电指示灯 充电指示灯安装在组合仪表的转速表内。与其它汽车不同，它受控于能源管理控制单元。 ▲充电指示灯 功能模块2——静态电流管理 能源管理控制单元J644内的静态电流管理功能在于，在需要时关闭相关的用电设备。它是在点火开关关闭或点火开关打开，但发动机不起动时被激活。 汽车熄火后必须减少静态电流，这是为了让蓄电池较少放电以保证汽车长时间停放后还能正常起动。当蓄电池显露出已处于极低电量状态时，为了能保证发动机可靠起动，就得关闭舒适系统和信息娱乐系统的用电设备。一个控制单元控制下的哪些用电器被切断，在执行过程中按等级确定。 控制单元关闭用电器有六个等级。蓄电池的电量越低，关闭的等级就越高。能源管理控制单元通过 CAN 总线调整所需切断等级，经组合仪表的限制功能告之驾驶人。 ▲根据蓄电池电量状态（SOC）分为六个切断等级 1切断等级1 在舒适系统 CAN 总线上的用电器被关闭。 2切断等级2 操作这个切断等级后能够进一步地关闭舒适CAN 总线上的用电设备，对信息娱乐系统也将会进行一些限制。 能源管理控制单元J644在需要时通过数据总线发送必要的关断等级信息。总线系统上接通的控制单元会根据所读取的信息使各个关断等级下所确定应关断的用电设备停止工作。在相应的关断等级下那些用电设备必须被关断，在控制单元里已被确定。 ▲与切断等级2相关的用电设备 图例： J644-能源管理控制单元 J502-轮胎压力监控控制单元 J255-自动空调控制器 R41-CD换碟机 R92-CD-ROM 驱动器 J533-数据总线诊断接口(网关) J285-组合仪表 J525-数字式音响功率放大器 如上图所示的那样，能源管理控制单元向舒适系统CAN总线上发送关断等级 2 指令。舒适系统CAN总线上的控制单元仅使关断等级 2 下所确定的用电设备和功能不起作用，这些确定值被保存在各个控制单元的软件里。 例如为了节省电流，轮胎压力监控器J502停止天线接收信号功能。网关J533向其它总线发送关断等级2指令，于是在其它总线上的所有控制单元对切断等级2 所确定的用电器的关断作反应。为了节省电流，连接在组合仪表CAN总线上的仪表板J285会关闭无线电时钟的接收，或者连接在MOST总线上的数字音响系统控制单元J525会把功放关闭。 3切断等级3 进一步降低静态放电电流，关闭相关的用电设备，如MMI显示器旋转机构、前大灯洗涤、清洗喷嘴加热等。 4切断等级4 第4级切断等级是运输模式，它是通过故障诊断仪实施的。在运输模式下，汽车在长时间停放以及运输过程中能够极大地降低蓄电池的放电。在能源管理控制单元J644里有一个匹配通道来激活此功能。
▲通过诊断仪实现运输模式的打开/关闭 在运输模式下，所有的舒适功能几乎都会被关闭，以保证蓄电池在最长的停留时间里都不会放电。这对于海上运输是必要的。 5切断等级5 在这个等级下驻车加热装置会停止工作。 6切断等级6 在等级6下，总线系统上的控制单元只有在15线接通和起动汽车时可被唤醒。其它所有的总线系统上的唤醒事件都会被禁止。因为在等级6下，蓄电池的起动能力只是刚刚足够，为了节省电流，控制单元不再以任何其它理由被唤醒。这也涉及到信息娱乐系统，车内电话在该情况下也不能使用。紧急呼救和故障服务电话呼叫将由应急备用电池来保证。 关断等级的优先级是按 1-2-5-3-6 的顺序来实现的。 功能模块3——动态管理 动态管理的作用为将能源合理地分配到各独立的系统上，同时向蓄电池提供足够的充电电流，它在发动机运转时起作用。 各主要独立功能是：蓄电池电压调节、卸载、大功率加热系统调节、怠速提升、接入发电机、发电机动态调节。动态能源管理是通过对能源网络电压，蓄电池电流及发电机负荷情况的测量来监控能源网络的负荷状态。 1蓄电池电压调节 能源管理控制单元J644通过数据电缆(BBS)通知发电机所需要的额定电压。由发电机进行调节。蓄电池管理器（功能模块1）由蓄电池温度及充电状态获得额定电压值。在控制单元中，获得的额定值被传给动态管理（功能模块3），然后再传给发电机,如下图所示。
▲蓄电池电压调节示意图 在引导性故障查寻里(VAS505x)有数据阅读块用于检测发电机额定电压，并经数据电缆检测通讯情况。在诊断仪中，可以为达到诊断目的改变发电机额定电压。 2卸载 在发动机加速过程中，能源管理控制单元可按照发动机控制单元的要求减少发动机的负荷。当发动机控制单元提出卸载要求时，为了降低发电机消耗的功率，能源管理控制第一步减少大功率用电器，第二步降低发电机电压。 为此，能源管理控制单元通过舒适系统CAN总线向自动空调装置控制单元J255发送要求，对诸如前窗玻璃加热，座椅加热，后窗玻璃加热及PTC加热等各种加热系统进行调节,如下图所示。
▲卸载示意图 3大功率加热系统的调节 能源管理控制单元J644通过空调控制单元 J255对前窗加热系统、后窗加热系统、后座加热系统以及座椅加热系统的加热功率进行无级调节。它确定了最大的能够被调节的加热功率，如图所示。
▲大功率加热系统的调节示意图 4怠速转速提升 为了优化电网供电以及蓄电池的充电，能源管理可以按照发动机控制单元的等级（7% 和 12%）提高怠速转速。 5发电机接入 为了优化发动机起动持性，在发动机起动过程中将发电机的接受功率降到最低。 6发电机动态调节 当驾驶人打开后窗加热系统时，发电机电压不会马上升高，而是根据转速及温度在3s 、6s 或9s 的时间内延迟提高。发电机扭矩的这种连续无级接入使发动机被均匀加载，如图所示。
▲发电机动态调节
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