Měnič DC/DC akumulátoru palubní sítě vozidla 48 V

P54.10-4438-04

48V síťový akumulátor tvoří:

 DC/DC-měnič

 48V lithium-iontový akumulátor

Měnič DC/DC:

 48V řízení elektrické sítě vozidla

 Režim buck (48  V  12  V) s výkonem cca 3500  W po dobu 15  minut

 Režim buck (48  V  12  V) s výkonem cca 3000  W

 Režim boost (12  V  48  V) s výkonem cca 1000  W

 Svorka 30c vyhodnocení (bezpečnostní koncept při havárii)

 Hmotnost cca 2,5  kg

48V palubní síť je přes měnič DC/DC ve spojení s 12V palubní sítí. Měnič DC/DC umožňuje výměnu energie mezi oběma úrovněmi napětí.

Během jízdy napájí měnič DC/DC 12V palubní síť energií poskytnutou v 48V palubní síti (režim buck). V elektrické síti vozidla 12 V je tudíž konvenční 12V alternátor nahrazen měničem DC/DC. Tento režim rovněž slouží k poskytnutí energie 48V akumulátoru elektrické sítě 12V palubní síti v pohotovostních fázích.

Řídicí jednotka měniče DC/DC (N83/1) je hlavní řídicí jednotka pro řízení elektrické energie v 48V palubní síti. Načítá data 48V akumulátoru elektrické sítě přes LIN 48V palubní sítě (LIN B22) a zpřístupňuje je 48V řízení elektrické sítě vozidla. Nebo předvádí data přes sběrnicový systém na další řídicí jednotky.

Aby byla 12V palubní síť napájena podle situace, 48V řízení elektrické sítě vozidla nastavuje režim, napětí a proudy měniče DC/DC podle specifikace 12V řízení elektrické sítě vozidla a podle podmínek v 48V palubní síti i ve vozidle.

Topení a chlazení 48V síťového akumulátoru

Výkon 48V akumulátoru elektrické sítě významně závisí na teplotě akumulátoru.

Přesto může být 48V akumulátor elektrické sítě použit v širokém rozsahu venkovních teplot, protože 48V síťový akumulátor má k dispozici vodní chlazení s přídavným chladicím a topným článkem.

Aby 48V palubní síť co nejrychleji dosáhla dobrého výkonu, bude 48V akumulátor elektrické sítě při nízkých teplotách během jízdy ohříván chladicím a topným článkem, dokud se nedosáhne dostatečně vysoké teploty. Aby bylo dosaženo rychlého zahřátí, neprotéká v této fázi přes 48V síťový akumulátor žádná voda.

Aby se 48V akumulátor elektrické sítě a měnič DC/DC nepřehřívaly při vysokých venkovních teplotách, bude 48V síťový akumulátor chlazen vodou. Objemový průtok je nastaven tepelným managementem vozidla v závislosti na teplotě.

Pokud by se 48V akumulátor elektrické sítě stále ještě zahříval, bude postupně zapínán systém chlazení Peltier, aby bylo možné lépe odvádět výsledné teplo vodou.

P54.10-4623-12

Akumulátor 48V palubní sítě

 Skládá se z 12 lithiumiontových článků.

 Kapacita 20  Ah

 Obsah energie cca 1  kWh

 Napětí článku 3,68  V (při 50  % SOC)

 Systém řízení akumulátoru (BMS)

 Svorka 30c vyhodnocení (bezpečnostní koncept při havárii)

 Hmotnost: cca 12,6  kg

Funkce 48V akumulátoru elektrické sítě

 Příjem energie a uvolňování energie

 Monitorování a poskytování naměřených hodnot pro napětí, proud akumulátoru a teploty akumulátoru

 Zajištění teploty chladicí kapaliny v chladicím okruhu akumulátoru

 Zajištění bezpečnosti akumulátoru

 Napájení 12V palubní sítě a měniče DC/DC po detekci nárazu („napájení po nárazu“)

 Vyrovnávání nabití jednotlivých článků

48V akumulátor elektrické sítě je určen pro použití v 48V palubní síti. Díky poskytovanému obsahu energie jsou kromě funkcí palubní sítě (na př. dobíjení) ve vozidle možné i funkcionality hnacího řetězce a komfortní funkce (topení a chlazení).

Akumulátor tvoří systém řízení akumulátoru (BMS), články, chladicí deska a různé montážní a spojovací technologie. Akumulátor komunikuje prostřednictvím sítě LIN s měničem DC/DC, který zpracovává nebo předává signály akumulátoru a zpřístupňuje je vozidlu.

Příjem energie a uvolňování energie v 48V palubní síti

48V akumulátor elektrické sítě je v klidovém stavu vozidla od 48V palubní sítě odpojen.

Ovládáním 48V řízení elektrické sítě vozidla resp. stavu zapalování jsou spínače pro napájení 48V palubní sítě zavírány a znovu otvírány.

Aby byla zajištěna trvalá funkce spínačů a nebyly příliš přetěžovány 48V komponenty, spouštěcí proud se snižuje, když jsou spínače uzavřeny předběžným nabíječem.

48V akumulátor elektrické sítě dodává v 48V palubní síti energii pro startování spalovacího motoru.

Kromě toho díky své vysoké přepravní kapacitě proudu umožňuje v rekuperačních fázích ukládat elektrickou energii z integrovaného startalternátoru (ISG) nebo startalternátoru s řemenovým pohonem (RSG). Ta může následně opět posloužit ISG nebo RSG k podpoře spalovacího motoru.

Tím 48V akumulátor elektrické sítě přispívá k úspoře paliva a komfortním funkcím pro řidiče.

Monitorování a poskytování naměřených hodnot pro napětí, proud akumulátoru a teploty akumulátoru

48V akumulátor elektrické sítě má vlastní snímače pro záznam všech relevantních interních proměnných. Naměřené proměnné budou interně zpracovány. Dále jsou poskytovány přes LIN 48V palubní sítě k dispozici 48V řízení elektrické sítě vozidla a řízení pohonu.

Akumulátor kromě jednotlivých napětí článků rozpoznává i celkové napětí sady článků a napětí svorek u 48V palubní sítě a měniče DC/DC.

48V akumulátor elektrické sítě měří proudový příkon i výstup ze sady článků. Kromě napětí a proudu se měří teplota článků akumulátoru na různých místech.

Zajištění teploty chladicí kapaliny v chladicím okruhu akumulátoru

Teplota chladicí kapaliny se měří na chladicí desce a rovněž je přes komunikační sběrnici poskytována tepelnému managementu vozidla. Tepelný management reguluje chlazení akumulátoru a měniče DC/DC.

Aby bylo možné akumulátor chladit i při vysokých teplotách vody, je do chladicího tělesa 48V akumulátoru elektrické sítě integrován chladicí a topný článek. Ovládání chladicího a topného článku probíhá přes řízení elektrické energie.

Zajištění bezpečnosti akumulátoru

Zajištění bezpečnosti lithium-iontových akumulátorů podléhá přísným nařízením, normám a předpisům. 48V akumulátor elektrické sítě má víceúrovňovou bezpečnostní koncepci, která se skládá z konstrukčních a funkčních opatření od článku přes BMS až po konstrukci skříně.

Díky interním měřeným proměnným BMS sleduje stav akumulátoru. Zavedené bezpečnostní funkce tak zajišťují bezpečný provoz akumulátoru v rámci svého provozního okna. Stejně tak konstruktivní opatření prošla do řešení 48V akumulátoru elektrické sítě.

Vyrovnávání nabití jednotlivých článků

48V akumulátor elektrické sítě má „vyrovnávací zařízení“, které umožňuje udržovat jednotlivé články v jednotném stavu nabití. To je nezbytné pro dosažení optimálního výkonu 48V akumulátoru elektrické sítě pokud jde o výkon a energii.

Kromě toho toto „vyvažovací zařízení“ prodlužuje životnost akumulátoru tím, že brání předčasnému stárnutí jednotlivých článků.

P54.15-3930-82

Pojistková skříňka motorového prostoru pro elektrickou síť vozidla 48 V

Pojistková skříňka motorového prostoru pro elektrickou síť vozidla 48 V rozděluje proudu 48V síťového akumulátoru na různé spotřebiče.

V případě závady musí být celá součást vyměněna. Náhrada jednotlivých pojistek resp. otvírání pojistkové skříňky motorového prostoru pro elektrickou síť vozidla 48 V nejsou přípustné.

U vedení od 48V síťového akumulátoru k ISG nebo RSG přes pojistkovou skříňku motorového prostoru pro elektrickou síť vozidla 48 V je instalována přípojnice. V pojistkové skříňce motorového prostoru pro elektrickou síť vozidla 48 V není instalována žádná pojistka, tyto komponenty jsou monitorovány a jištěny přes 48V síťový akumulátor.

Ostatní přípojky na součásti jsou opatřeny příslušnými pojistkami. Náhrada těchto pojistek rovněž není přípustná.

V případě jakékoliv závady musí být součást zcela vyměněna. Opravy smí provádět pouze k tomu vyškolený personál, na př. odborný personál Mercedes-Benz.

P91.60-4856-04

Pyrotechnické zabezpečení (typ 238)

Aby se zabránilo možnému nebezpečí požáru po nehodě, spouští řídicí jednotka SRS (N2/10) pyrotechnické zabezpečení. Aktivace pyrotechnického zabezpečení přeruší řídicí svorkové vedení (svorka 30c). Tento pokles napětí na 48V komponentech způsobí odpojení 48V palubní sítě.