Überwachung Elektroantrieb Funktion

Funktionsvoraussetzung Überwachung Elektroantrieb allgemein

 Steuergeräte des Elektroantriebs über Wake-up Funktion (Aufweckfunktion) aktiviert

Überwachung Elektroantrieb allgemein

Die Überwachung des Elektroantriebs schützt vor Überlastung der Systemkomponenten, indem das Steuergerät
Elektroantrieb 1 (N3/16) bei erkannten Systemfehlern Sicherheitsabschaltungen des Elektroantriebs oder einzelner Komponenten und Funktionen anfordert.

Das Steuergerät Elektroantrieb 1 steuert auf Basis folgender Signale und Statusmeldungen die Sicherheitsabschaltungen:

– Steuergerät Batteriemanagementsystem (G1/3n1), Status Batteriesystem (G1/3) über Elektrofahrzeug-CAN (CAN V)

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– Steuergerät DC/AC-Wandler (N24), Status rekuperatives Bremssystem über Elektrofahrzeug-CAN

– Steuergerät Elektroantrieb 2 (N3/17), Temperatur Niedertemperatur-Kreislauf über Elektrofahrzeug-CAN vom Temperaturfühler Niedertemperatur-Kreislauf (B10/13)

– Steuergerät DC/DC-Wandler (N83/1), Status DC/DC-Wandler über Elektrofahrzeug-CAN

– Steuergerät Elektronisches Wählhebelmodul (N15/5), Wählhebelstellung über Motor-CAN (CAN C)

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Es werden folgende Überwachungsfunktionen unterschieden:

 Überwachung Elektroantrieb

 Interlock-Kreis

 Überwachung Isolation

Überwachung Elektroantrieb

Das Steuergerät Elektroantrieb 1 fordert von allen Systemkomponenten des Elektroantriebs den Systemstatus an und entscheidet nach den Rückmeldungen über eventuelle Sicherheitsabschaltungen. Dies kann zur Sperrung von bestimmten Fahrmodi, zum Herunterfahren des Hochvoltsystems oder zum Deaktivieren des Steuergeräts DC/DC-Wandler führen. Ziel ist es, die maximale Verfügbarkeit der Systeme mit möglichst hoher Nutzbarkeit bei Sicherstellung der Sicherheit zu gewährleisten.

Das Steuergerät DC/AC-Wandler überwacht den Elektromotor (M5) und kontrolliert, ob Fahrerwunsch und Fahrzeugreaktion übereinstimmen. Dazu empfängt es z. B. Drehzahlsignale und die Temperatur im Niedertemperatur-Kreislaufs des Elektromotors und begrenzt das Drehmoment.

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Interlock-Kreis

Der Interlock-Kreis dient dem Berührungsschutz von Personen gegen versehentliches Berühren der Hochvolt-Komponenten. Ein 12 V/20 mA-Interlock-Signal wird hierzu durch alle demontierbaren oder zu öffnenden Bauteile des Hochvoltsystems geschleift. Dazu befindet sich in jedem ohne Werkzeug demontierbaren Hochvolt-Anschluss, außer dem des Steuergerätes DC/DC-Wandler, eine Kontaktbrücke, die beim Demontieren des Hochvolt-Anschlusses den Interlock-Kreis unterbricht.

Zusätzlich wird der Interlock-Kreis in einer Reihenschaltung über die 12 V Steuergeräte-Steckanschlüsse der Hochvolt-Komponenten geführt. Beim Abziehen eines Steuergeräte-Anschlusses wird über die Kontakte Interlock Ein- und Ausgang der Interlock-Kreis unterbrochen. Das Unterbrechen des Interlock-Kreises bewirkt das Öffnen der Schutzschalter BDU (G1/3s1) im Batteriesystem und ein Herunterfahren des gesamten Hochvoltsystems, insbesondere die Abschaltung der Steuergeräte DC/AC- und DC/DC-Wandler.

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Das Interlock-Signal wird im Steuergerät Batteriemanagementsystem generiert und in einer Reihenschaltung über folgende Bauteile geführt:

– PTC-Zuheizer (N33/9)

– Steuergerät DC/AC-Wandler

– Hochvoltverteiler-Modul (N116)

– Batteriesystem

 Das Steuergerät Ladebetrieb (SCCU) N83/4) hat einen eigenen Interlock-Kreis und meldet Fehler über Elektrofahrzeug-CAN an das Steuergerät Elektroantrieb 1.

Das Steuergerät Batteriemanagementsystem und das Steuergerät DC/AC-Wandler verfügen über eine Auswerteschaltung für das Interlock-Signal. Der Status des Interlock-Kreises legen diese Steuergeräte auf den Elektrofahrzeug-CAN.

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Das Steuergerät Elektroantrieb 1 empfängt die Signale und wertet sie zum Öffnen und Schließen der Schutzschalter BDU aus. Das Steuergerät Elektroantrieb 1 ist die zentrale Kontrolleinheit des Interlock-Kreises. Es generiert sowohl das Wake-Up-Signal als auch den Sleep-Modus.

Geöffnete Schutzschalter BDU werden bei Fehlern im Interlock-Kreis nicht geschlossen.

Treten während der Fahrt Fehler im Interlock-Kreis auf, so werden die Schutzschalter BDU vom Steuergerät Elektroantrieb 1 ebenfalls geöffnet.

Bei unterbrochenem Interlock-Kreis werden die Schutzschalter BDU im Batteriesystem geöffnet. Daraufhin erfolgt eine aktive Schnellentladung des Hochvolt-Netzes bzw. des Zwischenkreises und des Kreises zwischen Elektromotor und Steuergerät DC/AC-Wandler. Innerhalb von 5 s wird die Spannung im Hochvolt-Netz auf unter 60 V entladen.

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Ein vorliegendes Crashsignal wird vom Steuergerät Airbag ARCADE (N2/11) über den Control Area Network (CAN)-Verbund an alle Steuergeräte gesendet. Daraufhin fährt das Steuergerät Elektroantrieb 1 innerhalb von 50 ms das Hochvoltsystem herunter und fordert die Trennung des Hochvoltsystems durch Öffnen der Schutzschalter BDU an. Des Weiteren werden die Hochvoltkondensatoren schnell entladen und der Elektromotor und das Steuergerät DC/DC-Wandler deaktiviert.

Überwachung Isolation

Das Steuergerät Batteriemanagementsystem überwacht die Isolation der Hochvolt-Leitungen sowie alle angeschlossenen Hochvolt-Geräte. Dabei wird der Isolationswiderstand zwischen Hochvolt-Minus und Fahrzeugmasse und zwischen Hochvolt-Plus und Fahrzeugmasse ermittelt. Eine defekte Isolation löst folgende gestufte Fehlerreaktion aus:

– 1. Stufe: Ansteuerung Warnlampe

– 2. Stufe: Trennung des Batteriesystems vom Hochvolt-Bordnetz

N54.18-2104-75

Interlock-Kreis

A Interlock Eingang

B Interlock Ausgang

C Hochvolt-Anschluss

G1/3 Batteriesystem

N24 Steuergerät DC/AC-Wandler

N33/9 PTC-Zuheizer

N116 Hochvoltverteiler-Modul

Weitere Sicherheitseinrichtungen wie z. B. die Temperaturüberwachung der Komponenten des Elektroantriebs und die Überwachung des rekuperativen Bremssystems sind in den folgenden Dokumenten näher beschrieben:

 Batteriemanagement Hochvoltsystem Funktion

 Rekuperatives Bremsen Funktion

 Kühlung Hochvoltsystem Funktion