Das Powermodul hat die Aufgabe, den Ladezustand der Bordbatterie
sicher zu stellen.
Der elektronische Batteriehauptschalter verbindet den Eingang Klemme 30 mit den Ausgängen Klemme 30U und Klemme 30B im Powermodul.
In Abhängigkeit von der Stellung des Batterieschalters werden folgende Funktionen vom Powermodul gesteuert:
Über die Hochstrombuchsen für die Klemmen 30, 30U und 30B können kurzzeitig Ströme bis 220 A fließen.
Der Batterieschalter hat folgende Schalterstellungen:
Misst direkt am Minuspol der Batterie die Temperatur
Die optimale Ladespannung wird in Abhängigkeit vom Ladezustand der Bordbatterie und der Batterietemperatur eingestellt. Die Ladespannung beträgt maximal 16 V. Durch Errechnen des Batteriestroms während der Fahrt und durch Messen des Entladestroms kennt das Powermodul den Ladezustand der Bordbatterie. Bei Fahrzeugstillstand wird der Ladezustand durch eine Ruhespannungsmessung berechnet und übernommen. Zur Verbesserung der Ladebilanz wird beim Unterschreiten der berechneten Grenze der Startfähigkeit die Leerlaufdrehzahl angehoben.
Wenn bei laufendem Motor trotz angehobener Leerlaufdrehzahl eine Batterieentladung erkannt wird, dann werden die Verbraucher
stufenweise nach einer Prioritätstabelle reduziert beziehungsweise ganz abgeschaltet.
Beim Auftreten einer Unterspannung aufgrund hoher Lasten wird nach Unterschreiten von 10,5 V (für 5 Sekunden) vom Powermodul eine Nachricht zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl und die priorisierte Verbraucherabschaltung gesendet. Gleichzeitig werden die Leistungsausgänge des Powermoduls (Innenbeleuchtung, Verbraucherabschaltung Dach-/Karosserie) abgeschaltet. Das Powermodul gibt eine Check Control-Meldung aus.
Der Batterieladezustand wird auch bei abgestelltem Fahrzeug überwacht. Abhängig von
wird ein Mindestladezustand ermittelt, bei dem ein erneutes Starten gewährleistet ist.
Wenn sich der Ladezustand aufgrund eines aktiven Standverbrauchers diesem Grenzwert nähert, dann fordert das Powermodul diesen Standverbraucher auf, sich abzuschalten.
Bei der Abschaltung sind zwei Betriebszustände zu unterscheiden:
Standverbraucher bei Klemme R: Beim Wechseln der Klemme 15 nach Klemme R wird die Information Priorität 1 gesendet. Die Reduktion des Stromverbrauchs wird nach der entsprechenden Tabelle reduziert.
Der Ladezustand der Batterie wird berechnet. Wenn der Grenzwert der Startfähigkeit immer noch unterschritten wird, dann wird eine Check Control-Meldung ausgegeben.
Wenn sich der Ladezustand nicht verbessert, dann wird nach 5 Minuten die Nachricht ”Shutdowncounter” vom Powermodul gesendet.
Nach weiteren 90 Sekunden wird die Auftrennung des elektrischen Bordnetzes vollzogen.
Die Bedingung dabei ist, dass keine gesetzlichen Verbraucher eingeschaltet sind.
Die Nachricht Shutdowncounter meldet allen Steuergeräten eine Trennung der Bordbatterie in 90 Sekunden. Dadurch haben alle Steuergeräte mit Speicherfunktion die Möglichkeit, ihre Daten in den EEPROM zu schreiben.
Wenn unter den eingeschalteten Verbrauchern gesetzlich vorgeschriebene Verbraucher sind, erfolgt keine Auftrennung der Bordbatterie. Es wird eine vollständige Entladung der Bordbatterie zugelassen.
Standverbraucher bei Klemme 0: Wenn vom Fahrer ein Standverbraucher eingeschaltet wird, dann meldet sich dieser mit der Nachricht ”Powermanagement Standverbraucher” beim Powermodul an. Diese Anmeldung ermöglicht dem Powermodul eine genauere Berechnung des Ladezustandes.
Nach korrekter Anmeldung geht der Standverbraucher in Betrieb und der Ladezustand der Bordbatterie wird überwacht. Wird die Startfähigkeitsgrenze unterschritten, erfolgt eine Check Control-Meldung.
Nach weiteren 5 Minuten geht das Powermodul in den Betriebszustand Ruhestromüberwachung. Voraussetzung: Keine gesetzlich vorgeschriebenen Verbraucher sind aktiviert.
Das Powermodul geht bei Klemme 0 nach 60 Minuten in die Funktion Ruhestromüberwachung. Erfolgt vor Ablauf der 60 Minuten eine Tätigkeit am Fahrzeug (z. B. Betätigung der Innenbeleuchtung, Zentralverriegelung) beginnt die Zeit für die Ruhestromüberwachung von Neuem.
Nach Ablauf dieser Zeit darf der Ruhestrom 80 mA nicht überschreiten. Wenn der Ruhestrom dennoch höher als 80 mA ist, dann wird nach 5 Minuten die Nachricht ”Shutdowncounter” vom Powermodul gesendet. Nach weiteren 90 Sekunden wird die Auftrennung des elektrischen Bordnetzes für 5 Sekunden vollzogen. Diese Auftrennung für 5 Sekunden bewirkt einen Hardware Reset der Steuergeräte. Dadurch werden die Steuergeräte in einen definierten Ausgangszustand versetzt. Durch das Versetzen in einen definierten Ausgangszustand und anschließenden Neustart der SW-Funktionen kann ein Steuergerät, das sich in einem undefinierten Betriebszustand befindet, wieder in einen fehlerfreien Betriebszustand gebracht werden.
Übersteigt der Ruhestrom nach erneutem Einschalten immer noch 80 mA, wird der beschriebene Ablauf ein zweites Mal durchgeführt.
Ist danach der Ruhestrom immer noch über 80 mA, erfolgt eine dauerhafte Auftrennung über den elektronischen Batteriehauptschalter.
Im Powermodul wird der Auftrenngrund gespeichert.
Bei Klemme 15 ein wird der elektronische Batteriehauptschalter geschlossen und eine Check Control-Meldung ausgegeben.
Anmerkung: Nach Ausschalten Klemme R wird zusätzlich eine sofortige Stromüberwachung durchgeführt. Wenn der gemessene Strom über 120 A ist, dann werden die Innenbeleuchtung, Verbraucher Dach und Verbraucher Karosserie sofort abgeschaltet.
Durch Umschalten des Batterieschalters in Stellung OFF geht das Powermodul nach 30 Minuten Klemme R aus in die Funktion Distributionsmode. Vor der Trennung wird die Nachricht ”Shutdown” vom Powermodul gesendet. Nach weiteren 90 Sekunden wird die Auftrennung vollzogen.
Nach Klemme R ein wird eine Check Control-Meldung ausgegeben, die den Fahrer darauf aufmerksam macht, dass sich das Fahrzeug im Distributionsmode befindet.
Bei Erkennung des Signals Klemme 15_w (vom Car Access System) oder durch Umlegen des Batterieschalters auf ON (Ruhestromüberwachung) wird der elektronische Batteriehauptschalter geschlossen.
Das Fahrzeug kann auch im Distributionsmode gestartet (siehe Funktionsbeschreibung: Zwei-Batterien-Stromversorgung) und gefahren werden. Sämtliche Systeme sind funktionsfähig. Die Check Control-Meldung bleibt aktiv. Bei Klemme R aus wird wie vorangehend beschrieben nach 30 Minuten die Trennung wieder eingeleitet.
Ohne jegliche Anforderung einer Funktion wird nach 3 Wochen die Bordbatterie vom Bordnetz getrennt. Damit wird ein Tiefentladen der Bordbatterie vermindert. Diese Funktion ist codierbar.
Damit im Falle einer Dauereinschaltung von Verbrauchern (Innenbeleuchtung, Verbraucher Karosserie und Verbraucher Dach) die Bordbatterie nicht entladen wird, erfolgt eine zentrale Verbraucherabschaltung.
Die Abschaltzeiten nach Klemme R aus sind:
Bei Erkennung eines Kurzschlussstroms über 250 A wird der Elektronische Batteriehauptschalter geöffnet. Erst nach Erkennung des Wecksignales 15_w (vom Car Access System) wird versucht, den elektronischen Batteriehauptschalter zu schließen. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis der Kurzschluss beseitigt ist.
Das Powermodul misst kontinuierlich die Batteriespannung. Der Messwert wird allen anderen Steuergeräten über deren Bus-Anbindung zur Verfügung gestellt.
Über diese zentrale Batteriespannungsvorgabe entfällt die bisherige Einzelmessung der Batteriespannung in den jeweiligen Steuergeräten.
Die elektronische Endstufe der Heckscheibenheizung im Powermodul wird durch eine K-CAN Nachricht vom IHKA-Steuergerät angesteuert.
Die Innenbeleuchtung teilt sich in drei Ausgänge (Gruppen) auf.
Die Innenbeleuchtung wird vom Powermodul gesteuert. Die Ausgänge sind spannungsstabilisiert.
Das Powermodul steuert die Funktionen der Karosserieelektronik im Bereich Heckklappe:
Im Informationsspeicher werden fahrzeugrelevante Daten gespeichert. Diese ermöglichen eine Zustandsaussage über die Belastung und Lebensdauer der Bordbatterie.
Der Informationsspeicher dient dazu, zukünftig eine Aussage über das Anforderungsprofil an die Bordbatterie im Alltagsbetrieb zu gewinnen.
Batterietemperatursensor: Bei einer Unterbrechung, Kurzschluss oder einem unplausiblen Wert, wird ein Ersatzwert von 20 °C angenommen. Das entspricht einer Ladespannung von 14,3 V an der Batterie.
Batterieschalter: Wenn der Batterieschalter als fehlerhaft erkannt wird, dann wird auf Ruhestromüberwachung geschaltet.
Klemme 15_w: Das Abschalten des Powermoduls ohne Klemme 15_w wird mit folgenden Signalen verhindert:
Bus-Kommunikation: Wenn keine Bus-Kommunikation möglich ist, dann werden alle Informationen eingefroren.
Vom Powermodul können folgende Check Controll-Meldungen ausgegeben werden:
Sämtliche Ein- und Ausgänge, die zur Funktion Powermodul gehören, sind auf ihren Status in der Diagnose prüfbar. Die Ausgänge können angesteuert werden.
Alle elektronischen Sicherungen und der elektronische Batteriehauptschalter werden auf Kurzschluss beziehungsweise Unterbrechung überwacht.
Im Fehlerfall wird ein entsprechender Eintrag im Fehlerspeicher abgelegt und gegebenenfalls eine Check Control-Meldung ausgegeben.
Durch diese Funktion können die Steuergeräte in den Sleep-Mode gesetzt werden.
Durch diese Funktion wird dem Powermodul ein Batteriewechsel mitgeteilt. Folgende Aktionen werden durchgeführt:
Die Saisontemperatur ist ein zeitlich gemittelter Batterietemperaturwert der letzten Tage.
Werte für den Ladezustand nach erfolgtem Diagnosebefehl ”Batterietausch registrieren” abhängig von der Saisontemperatur.
Saisontemperatur |
Kapazitätswert |
< -25 °C |
98 % |
-10 °C |
68 % |
0 °C |
66 % |
10 °C |
63 % |
20 °C |
61 % |
> 30 °C |
58 % |
Dieser Wert wird solange beibehalten, bis das Fahrzeug für mindestens 6 Stunden abgestellt wird. Danach erfolgt eine Ruhespannungsmessung zur Ermittlung der Kapazitätsbestimmung. Der so ermittelte Wert wird ins Powermodul eingetragen.
Ein Batterieladegerät kann wie bisher im Motorraum am Batteriestützpunkt oder hinten direkt an der Batterie angeschlossen werden. Das Powermodul erkennt ein externes Ladegerät nach 1 Stunde und einer Batteriespannung > 13,2 V ohne Motorlauf. Nach dieser Erkennung wird über die Diagnose ein Ladezustand der Batterie von 80 % angezeigt, auch wenn die Batterieladung höher oder tiefer ist.
Ein Erhaltungsladegerät kann auch am Zigarrenanzünder angeschlossen werden. Der Zigarrenanzünder ist jedoch an der Verbraucherabschaltung Karosserie über ein Relais versorgt. Nach 60 Minuten Klemme R aus wird dieses Relais durch die Verbraucherabschaltung abfallen. Das würde bedeuten, dass das angeschlossene Ladegerät am Zigarrenanzünder von der Bordbatterie getrennt wird. Um dies zu verhindern, kann die Verbraucherabschaltung deaktiviert werden.
Vorgehensweise: Batterieschalter innerhalb von 2 Sekunden zweimal aus und einschalten.
Diese Funktion schaltet sich aus durch: