Funktionsvoraussetzungen allgemein
Klemme 15 EIN
Funktionsbeschreibung Fahrbetrieb allgemein
Im Fahrbetrieb stellt das Brennstoffzellen-System die Hauptenergiequelle zur Versorgung des Elektroantriebs und der übrigen elektrischen Verbraucher dar. Im Fahrbetrieb wird das Brennstoffzellen-System so betrieben, dass das Brennstoffzellen-Modul bestmöglich versorgt wird. Über das Steuergerät DC/DC-Wandler Brennstoffzelle (N129/8) wird mit dem erzeugten Strom außerdem die Hochvoltbatterie (A100g1) geladen und das 12-V-Bordnetz gestützt. Der Ladezustand der Hochvoltbatterie wird im Fahrbetrieb bei ca. 60 % gehalten, um die Rekuperation zu ermöglichen.
Der Elektroantrieb, das Brennstoffzellen-System, die Hochvoltbatterie und das Steuergerät DC/DC-Wandler Brennstoffzelle werden zur Einhaltung optimaler Betriebstemperaturen über Kühlmittelkreisläufe gekühlt.
Das Steuergerät Batteriemanagementsystem (N82/2) überwacht ständig den Ladezustand der Hochvoltbatterie und den Strombedarf der verschiedenen Verbraucher. Über HybridCAN (CAN L), Steuergerät Antriebsstrang (N127) und WasserstoffversorgungsCAN (CAN P) wird dem Steuergerät Brennstoffzelle (N116/2) geringerer oder höherer Energiebedarf mitgeteilt. Das Steuergerät Brennstoffzelle regelt die Leistung der Brennstoffzelle entsprechend nach.
Funktionsablauf Fahrbetrieb
Der Funktionsablauf ist in folgende Punkte gegliedert:
Funktionsablauf Beschleunigen
Funktionsablauf Bremsen oder Schubbetrieb
Funktionsablauf Notlauf
Funktionsablauf Winterbetrieb
Funktionsablauf Maximalleistung
Funktionsablauf Stoppmodus
Funktionsablauf Beschleunigen
Wird beim Beschleunigen von der Elektrischen Maschine (A79/1) kurzfristig mehr Energie benötigt, so wird der zusätzliche Bedarf von der Hochvoltbatterie gedeckt (dynamische Unterstützung). Die Brennstoffzelle folgt der Lastanforderung mit phlegmatisierter Dynamik.
Funktionsablauf Bremsen oder Schubbetrieb
Beim Bremsen oder im Schubbetrieb arbeitet die Elektrische Maschine im Generatorbetrieb und erzeugt Strom. Dieser wird über einen Gleichrichter in das HochvoltBordnetz eingespeist und kann in der Hochvoltbatterie gespeichert werden.
Funktionsablauf Notlauf
Fällt das Brennstoffzellen-System als Energielieferant aus, z. B. nach einer Notabschaltung, so kann im Batteriefahrmodus mit der Energie aus der Hochvoltbatterie, gegebenenfalls mit reduzierter Leistung, gefahren werden.
Funktionsablauf Winterbetrieb
Im Winterbetrieb wird das Brennstoffzellen-System durch einen trockenen Betrieb auf ein mögliches Einfrieren nach dem Abschalten vorbereitet. Autonome Funktionen blasen bei Fahrzeugstillstand und ohne Anwesenheit des Fahrers das später ausgefallene Wasser aus der Brennstoffzelle, bevor dieses gefriert.
Funktionsablauf Maximalleistung
Es wird kurzfristig mehr Strom geliefert als während des Normalbetriebs dauerhaft möglich ist (Peakleistung der Hochvoltbatterie).
Funktionsablauf Stoppmodus
Im Stoppmodus sind Eigenverbrauch und Geräuschemissionen des Brennstoffzellen-Systems minimiert, der Abluftturbolader (A77) ist ausgeschaltet und das Brennstoffzellen-Modul liefert keine Leistung. Der Stoppmodus des Brennstoffzellen-Systems wird auf Anforderung des Fahrzeugs aktiviert, wenn darüber hinaus im Brennstoffzellen-System bestimmte interne Voraussetzungen gegeben sind.
Betriebsarten und Fahrprogramme
Die Kombination aus vier verschiedenen Betriebsarten und drei verschiedenen Fahrprogrammen, die vom GLC 350 e 4MATIC mit PluginHybrid stammen und an die Eigenschaften des GLC FCELL angepasst wurden, sind die Besonderheiten dieses Antriebssystems. Je nach Wahl der Betriebsart wird das Zusammenspiel der Brennstoffzelle und der Hochvoltbatterie gemäß einer vorgegebenen Charakteristik gesteuert. Die Fahrprogramme verändern das Verhalten des Fahrzeugs. Somit wird das Fahrerlebnis für den Fahrer beeinflusst. Die Standardeinstellung der Betriebsarten ist HYBRID, die der Fahrprogramme COMFORT.
Die folgenden Betriebsarten können gewählt werden:
HYBRID
Kombinierte Nutzung beider Energiequellen für den Antrieb
Abdeckung der Leistungsspitzen über die Hochvoltbatterie
Brennstoffzelle wird so häufig wie möglich im Bereich des geringsten Verbrauchs betrieben.
Leistungsvorhalt z. B. für BoostSituationen während des Beschleunigens
BATTERY
Ausschließliche Nutzung der Hochvoltbatterie für den Antrieb
Brennstoffzellen-System deaktiviert
Vorteilhaft für kurze Strecken
Idealer Modus, wenn die Vorteile der elektrischen Ladung der Hochvoltbatterie größer sind als die des Wasserstofftankens.
FCELL
Ladezustand der Batterie durch die produzierte elektrische Energie der Brennstoffzelle halten.
Idealer Modus, wenn die Vorteile des Wasserstofftankens größer sind als die der elektrischen Ladung der Hochvoltbatterie.
CHARGE
Laden der Hochvoltbatterie hat Vorrang.
Um mit Energie aus der Hochvoltbatterie fahren zu können, große Steigungen zu bewältigen oder besonders dynamisch unterwegs zu sein.
Die folgenden Fahrprogramme sind wählbar:
ECO
Optimiertes Fahrzeugverhalten auf geringen Verbrauch
COMFORT
Komfortable Abstimmung
Idealer Klimatisierungskomfort
SPORT
Sportliche Auslegung des Antriebsstrangs
Brennstoffzelle immer aktiv