Ein Verbund aus Hardware und Software stellt die Spannungsversorgung der Fahrzeugsysteme sicher. Wesentlich für die Spannungsversorgung sind 2 Softwarefunktionen:
Das Energiemanagement sorgt dafür, dass immer
genügend Starterstrom verfügbar ist.
Das
Energiemanagement überwacht das Fahrzeug auch bei Motorstillstand.
Das
Energiemanagement umfasst alle Komponenten im Fahrzeug, die Energie erzeugen,
speichern und verbrauchen.
Die Daten für das
Energiemanagement sind auf mehrere Steuergeräte verteilt.
Das Powermanagement ist ein Teilsystem des Energiemanagements.
Das Powermanagement wird vom Motorsteuergerät ausgeführt
(DME oder DDE: Digitale Motor Elektronik oder Digitale Diesel Elektronik).
Während
der Fahrt regelt das Powermanagement die Leistung des Generators
sowie die Batterieladung.
Folgende Bauteile für die Spannungsversorgung werden beschrieben:
Systemschaltplan

Index |
Erklärung |
Index |
Erklärung |
|---|---|---|---|
1 |
Digitale Motor Elektronik (DME) oder Digitale Diesel Elektronik (DDE) |
2 |
Generator |
3 |
Starter |
4 |
Stromverteiler im Motorraum |
5 |
Relaisbox |
6 |
Elektrischer Zuheizer (nur bei Ausführung mit Dieselmotor) |
7 |
Junction-Box-Elektronik (JBE) mit Stromverteiler |
8 |
Intelligenter Batteriesensor (IBS) am Batterieminuspol |
9 |
Batteriepluspol |
10 |
Car Access System (CAS) |
11 |
Sicherungsblock |
|
|
BSD |
Bitserielle Datenschnittstelle |
Kl. 15 WUP |
Weckleitung (Klemme 15 Wake up) |
K-Bus |
Karosserie-Bus |
K-CAN |
Karosserie-CAN |
PT-CAN |
Powertrain-CAN |
|
|
Die Kapazität der eingebauten Batterie ist abhängig vom verwendeten Motor und von der Fahrzeugausstattung. Auswahlkriterien für die benötigte Kapazität sind:
Der Generator erzeugt bei laufendem Motor eine variable
Ladespannung zur Batterieladung.
Die variable Ladespannung
wird vom Powermanagement temperatur- und stromabhängig
durch Anhebung der Motordrehzahl durch die DME/DDE beeinflusst.
Die JBE ist die zentrale Datenschnittstelle im Fahrzeug (Gateway für die Busse).
Die JBE ist Bestandteil der Junction Box. Die Junction Box ist ein Zusammenbau aus Junction-Box-Elektronik und Stromverteiler. Stromverteiler und JBE sind nicht einzeln tauschbar.
Im Stromverteiler sind Sicherungen und Relais. Für die Spannungsversorgung besonders wichtig sind folgende Relais:
Es gibt folgende Stromverteiler:
Nur Fahrzeuge mit High-Ausstattung, z. B. CCC (Car Communication Computer) sind mit dem IBS ausgestattet.
Der IBS ist ein mechatronischer, intelligenter Batteriesensor
mit eigenem Mikroprozessor. Der Mikroprozessor ist Bestandteil des
Elektromoduls. Das Elektronikmodul dient zur Erfassung der Spannung,
des fließenden Stromes und der Temperatur der Batterie.
Die
folgenden Komponenten sind im Elektronikmodul untergebracht:
Der IBS misst ständig an der Batterie folgende Werte:
Zur Datenübertragung ist der IBS über
die bitserielle Datenschnittstelle (BSD) mit der Digitalen Motor
Elektronik (DME) bzw. Digitalen Diesel Elektronik (DDE) verbunden.

Index |
Erklärung |
Index |
Erklärung |
|---|---|---|---|
1 |
Messung der Batteriespannung zwischen Batteriepluspol und Batterieminuspol |
2 |
Temperaturmessung der Batterie (T) |
3 |
Mikroprozessor (C) im intelligenten Batteriesensor (IBS) |
4 |
Digitale Motor Elektronik (DME) bzw. Digitale Diesel Elektronik (DDE) |
5 |
Strommessung (A) [indirekt, über den proportionalen Spannungsabfall (V) am Messwiderstand (Shunt)] |
6 |
Batterieminuspol |
7 |
Batteriepluspol |
|
|
BSD |
Bitserielle Datenschnittstelle (BSD) zur Übertragung der Werte an die DME bzw. DDE |
|
|
Diese Messdaten werden im Fahrbetrieb und bei
Fahrzeugstillstand abgefragt:
Das Car Access System ist an der Klemmensteuerung beteiligt
(Klemme R, Klemme 15, Klemme 30g).
Die
Klemmensteuerung liefert wesentliche Botschaften für die
Spannungsversorgung.
Das CAS ist mit folgenden Bauteilen und Steuergeräten verbunden:
Die DME oder die DDE tragen zur Spannungsversorgung bei wie folgt: Wenn die Generatorspannung sinkt, erhöhen DME/DDE bedarfsabhängig die Motordrehzahl. Die Software dafür wird ”Powermanagement” genannt.
Die DME/DDE ist Bus-Teilnehmer am PT-CAN (Powertrain Controller Area Network).
Falls ein intelligenter Batteriesensor eingebaut ist,
wertet die DME/DDE den aktuellen Batteriezustand aus. Somit beeinflusst
die DME/DDE auch die Klemme 30g-f.
Wenn die Rückhaltesysteme auslösen,
sendet das MRS-Steuergerät eine Botschaft an andere
Steuergeräte. Abhängig von der Unfallschwere schaltet
z. B. die DME die elektrische Kraftstoffpumpe ab.
Die bitserielle Datenschnittstelle ist die Datenleitung
zwischen Motorsteuergerät (DME oder DDE) und Generator.
2 Batterieleitungen verbinden die Batterie mit dem Motorraum:
Die Bestückung ist abhängig von der Motor- und Länderausführung.
Folgende Systemfunktionen sind für die Spannungsversorgung beschrieben:
Das Powermanagement ist eine Software im Motorsteuergerät
(DME/DDE: Digitale Motor Elektronik oder Digitale Diesel Elektronik).
Das
Powermanagement berechnet die Sollwerte für die Regelung
der Spannungsversorgung.
Je nach Fahrzeugausstattung gibt es 2 Ausführungen des Powermanagements:
Basic Power Management

Index |
Erklärung |
Index |
Erklärung |
|---|---|---|---|
1 |
Basic Power Management (BPM) |
2 |
Motor |
3 |
Generator (G) |
4 |
Sollwert für Ladespannung |
5 |
Leerlaufdrehzahlanhebung |
|
|
Beim Basic Power Management wird die Generatorspannung
abhängig von der errechneten Temperatur der Batterie geregelt.
Die
Temperatur der Batterie wird aufgrund der Außentemperatur
berechnet. Entsprechend der Temperatur der Batterie werden die Sollwerte
für die Ladespannung berechnet. Diese Information wird über
die bitserielle Datenschnittstelle dem Regler im Generator mitgeteilt.
Bei Fahrzeugen mit Benzinmotoren wird die Leerlaufdrehzahl angehoben, sobald die Verbraucher den Generator maximal auslasten.
Bei Dieselmotoren ist keine Leerlaufdrehzahlanhebung
erforderlich. Denn: Zwischen Generator und Verbrennungsmotor ist
das Übersetzungsverhältnis höher als
beim Benzinmotor. Somit hat der Generator schon bei Leerlaufdrehzahl
eine hohe Drehzahl.
Die Leistungsabgabe des Generators
ist auch bei Leerlaufdrehzahl hoch. Eine Anhebung der Drehzahl ist
nicht notwendig.
Advanced Power Management

Index |
Erklärung |
Index |
Erklärung |
|---|---|---|---|
1 |
Advanced Power Management (APM) |
2 |
Daten der Batterie: |
3 |
Intelligenter Batteriesensor (IBS) |
4 |
Motor |
5 |
Verbraucher |
6 |
Generator (G) |
7 |
Batterie |
8 |
Vorgabe Sollwert für Ladespannung |
9 |
Verbraucherabschaltung oder Reduzierung der Leistungsaufnahme |
10 |
Leerlaufdrehzahlanhebung |
Das Advanced Power Management gibt es nur bei
Fahrzeugen mit High-Ausstattung, z. B., wenn der
Car Communication Computer (CCC) eingebaut ist.
Ausschlaggebend für den größeren Funktionsumfang des Advanced Power Managements ist der intelligente Batteriesensor (IBS). Der IBS gibt dem Powermanagement Informationen über den Batteriezustand. Die Berechnung der Temperatur der Batterie mithilfe der Außentemperatur ist nicht mehr notwendig. Die Temperatur der Batterie wird direkt vom IBS gemessen.
Im Basic Power Management können nur die Leerlaufdrehzahl und die Ladespannung angepasst werden. Das Advanced Power Management kann zusätzlich folgende Funktionen ausführen:
Das Energiemanagement überwacht und steuert den Energiehaushalt des Fahrzeugs. Das Überwachen und Steuern geschieht durch die Zusammenschaltung verschiedener Komponenten. Das Energiemanagement verknüpft Funktionen bzw. Signale und Kennlinien zur Erzeugung und Ausgabe von Steuersignalen.
Folgende Funktionen werden beschrieben:
Klemmensteuerung
Viele Verbraucher sind über Klemme 30g oder über Klemme 30g-f an die Spannungsversorgung angeschlossen.
Klemme 30g-f gibt es nur bei Fahrzeugen mit High-Ausstattung und intelligentem Batteriesensor (IBS). Bei dieser Fahrzeugausstattung gibt es Advanced Power Management.
Bestimmte Verbraucher werden aber auch weiterhin direkt
von Klemme 30 versorgt. Z. B. muss die Diebstahlwarnanlage
auch bei ausgeschalteter Zündung aktiv sein.
Datenübertragung im Energiemanagement
Bei stehendem Motor werden bestimmte Verbraucher über
die Klemme 30g in der Junction Box abgeschaltet wie folgt:
Das CAS (Car Access System) schaltet das Relais Klemme 30g
zeitgesteuert ab.
Spannungsversorgung bei Fahrzeugstillstand
Für die Spannungsversorgung der Verbraucher sind bisher folgende Klemmen bekannt:
Ruhestromüberwachung
Die Ruhestromüberwachung ist aus verschiedenen Gründen notwendig.
Das CAS (Car Access System) gibt die Daten der Klemmensteuerung weiter wie folgt:
Das CAS (Car Access System) schaltet die entsprechenden Relais für folgende Klemmen:
Die JBE (Junction-Box-Elektronik) schaltet das entsprechende Relais für folgende Klemme:
Die Steuergeräte an diesen Klemmen werden mit
Spannung versorgt und ”geweckt”.
Die
entsprechenden Fahrzeugsysteme werden aktiviert.
Die Verbraucher werden hauptsächlich über
Klemme 30g und über Klemme 30g-f
(nur bei Fahrzeugen mit High-Ausstattung) versorgt. Bestimmte
Verbraucher werden aber auch weiterhin direkt von Klemme 30
versorgt. Z. B. muss die Diebstahlwarnanlage auch bei ausgeschalteter
Zündung aktiv sein.
Wenn der Batteriestrom im
Ruhezustand des Fahrzeugs (ab 68 Minuten nach Klemme R AUS)
den Wert von 80 Milliampere (mA) überschreitet
(werkseitig einstellbar), wird ein Fehlerspeichereintrag in der
DME/DDE gespeichert.
Falls die bitserielle Datenschnittstelle zwischen Motorsteuergerät
und Generator unterbrochen ist, wird die Generatorspannung konstant
auf 14,3 V geregelt.
Folgende allgemeine Hinweise werden gegeben:
Erhaltungsladung für die Batterie
Hinweis! Erhaltungsladegerät nicht am Anzünder anschließen.
Der Anzünder wird vom Stromverteiler in der
Junction Box über ein Relais mit Spannung versorgt. Nach
Klemme 15 AUS fällt dieses Relais ab. Das bedeutet,
dass ein angeschlossenes Erhaltungsladegerät am Anzünder
von der Batterie getrennt wird. Batterie nur über die Fremdstartstützpunkte
laden. Nur so kann die Energiezufuhr vom Fahrzeug registriert werden.
Schutz des intelligenten Batteriesensors
Vorsicht! Zerstörungsgefahr bei mechanischer Beanspruchung.
Batteriewechsel
Vorsicht! Zerstörungsgefahr für den IBS und die Leitungen beim Batteriewechsel.
Beim Batteriewechsel können der IBS (intelligenter Batteriesensor) und die Leitungen durch mechanische Beanspruchung zerstört werden.
Beim Batteriewechsel beachten:
Hinweis! Bei Batteriewechsel Servicefunktion ”Batteriewechsel registrieren” durchführen.
Beim Batteriewechsel die serienmäßig eingebaute Batteriegröße (Kapazität) verwenden. Die für das Fahrzeug erforderliche Batteriegröße ist im Car Access System (CAS) und in der Motorelektronik (DME/DDE) kodiert.
Generator
Der Einbau des Generatortyps ist abhängig vom
verwendeten Motor und von der Fahrzeugausstattung.
Energiediagnosee
Ein Pannenfall aufgrund einer leeren Batterie oder Probleme
im Bordnetz kann verschiedenste Ursachen haben. In den meisten Fällen
liegt die Ursache nicht an der Batterie selbst. Aus diesem Grund
wird ein Batteriewechsel nur in den seltensten Fällen das
Problem dauerhaft beseitigen.
Stattdessen ist eine systematische
Diagnose der Fehlerquelle notwendig.
Beanstandete Fehler
sind oft nicht mehr vorhanden, wenn das Fahrzeug in die Werkstatt
kommt. Daher sind die im Fahrzeug gespeicherten Daten die Grundlage
für eine Fehlerdiagnose. Informationen über den
Batteriezustand sowie funktionale Abläufe in den verschiedenen
Bus-Systemen werden in den entsprechenden Steuergeräten gespeichert.
Diese Informationen können vom BMW Diagnosesystem
abgerufen und ausgewertet werden. Im BMW Diagnosesystem gibt es
dafür ein Testmodul. Das Testmodul zur Energiediagnose
liest alle relevanten Daten aus den entsprechenden Steuergeräten aus.

Index |
Erklärung |
Index |
Erklärung |
|---|---|---|---|
1 |
Bordnetz mit Steuergeräten
|
2 |
Junction-Box-Elektronik (JBE) |
3 |
BMW Diagnosesystem |
4 |
Digitale Motor Elektronik (DME) oder Digitale Diesel Elektronik (DDE) |
5 |
Intelligenter Batteriesensor (IBS) am Batterieminuspol |
|
|
Folgende Informationen werden angezeigt:
Die Energiediagnose erkennt folgende Fehler:
Die Daten der Batterie sind im Car Access System (CAS) kodiert. Die Daten können mit dem BMW Diagnosesystem ausgelesen werden.
Druckfehler, Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.