Kühlung Hochvoltsystem Funktion

Funktionsvoraussetzungen Kühlung Hochvolt­Bordnetz allgemein

 Klemme 30

Kühlung Hochvolt­Bordnetz allgemein

Die Betriebstemperatur der Hochvoltbatterie (A100g1) muss in einem bestimmten Bereich liegen, um sicherzustellen, dass die Lebenserwartung hinsichtlich der Kapazität und der Ladezyklen optimiert wird.

 Die Hochvoltbatterie wird direkt über einen im Hochvoltbatterie­Modul (A100) integrierten Verdampfer vom Kältemittel des Kältemittelkreislaufs gekühlt.

 Die Hochvoltbatterie wird direkt über das Kühlmittel des Niedertemperatur­Kreislaufs 2 gekühlt, welches das Hochvoltbatterie­Modul durchströmt.

Die Ladeluft­, Getriebe­ und Leistungselektronikkühlung haben einen gemeinsamen Niedertemperatur­Kreislauf 1, der vom Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors getrennt ist und einen separaten Ausgleichsbehälter besitzt. Dieser schützt unter anderem das Steuergerät Leistungselektronik (N129/1) vor Überhitzungsschäden.

Funktionsablauf Kühlung Hochvolt­Bordnetz

Der Funktionsablauf ist in folgenden Punkten beschrieben:

 Kühlung Hochvoltbatterie

 Niedertemperatur­Kreislauf 2 (Typ 205.047/147/247, 253.354/954)

 Niedertemperatur­Kreislauf 1

Zusätzliche Funktionsvoraussetzungen Kühlung Hochvoltbatterie

 Hybrid­Antrieb "READY"

Kühlung Hochvoltbatterie



Das Steuergerät Antriebsstrang (N127) liest zur Steuerung der Kühlung der Hochvoltbatterie folgende Signale über den CAN­Verbund ein:

 Steuergerät Batteriemanagementsystem (N82/2)

 Temperatur Hochvoltbatterie

 Status Batteriemanagementsystem

 Temperatursensor Kühlmittelkreislauf Niedertemperatur 2 (B11/7) (Typ 205.047/147/247, 253.354/954)

Das Steuergerät Batteriemanagementsystem wertet die Daten des Temperatursensors Kühlmitteleingang Hochvoltbatterie (A100b1) und der Temperatursensoren Hochvoltbatteriezellen (A100b2) zur Erfassung der momentanen Hochvoltbatterietemperatur aus und fordert bei Bedarf Kühlleistung über das Steuergerät Antriebsstrang an.

Zu diesem Zweck sendet das Steuergerät Batteriemanagementsystem seinen Status über den CAN­Verbund an das Steuergerät Antriebsstrang.

 Das Steuergerät Antriebsstrang gleicht die Anforderung mit den Vorgaben des Energiemanagements ab und erteilt die Freigabe zur Ansteuerung des Elektrischen Kältemittelkompressors (A9/5). Die Freigabe des elektrischen Kältemittelkompressors erfolgt dabei unter Berücksichtigung des Ladezustands der Hochvoltbatterie und der maximal tolerierbaren Entladespannungen/­ströme.

P20.00-2550-75

P20.00-2515-75

 DC/DC­Wandler
Im Steuergerät Leistungselektronik ist ein DC/DC­Wandler integriert, der Hochvolt­Gleichspannung (Primärspannung) in 12­V­Gleichspannung (Sekundärspannung) umwandelt und diese zwischen dem Hochvolt­Bordnetz und dem 12­V­Bordnetz transferiert.

 Steuergerät DC/DC­Wandler
Das Steuergerät DC/DC­Wandler ist als eigenständiges Bauteil im Fahrzeug verbaut. Das Steuergerät DC/DC­Wandler wandelt Hochvolt­Gleichspannung (Primärspannung) in 12­V­Gleichspannung (Sekundärspannung) um und transferiert diese zwischen dem Hochvolt­Bordnetz und dem 12­V­Bordnetz.

Niedertemperatur­Kreislauf 2 (Typ 205.047/147/247, 253.354/954)

 Das Steuergerät Antriebsstrang wertet die Daten des Temperatursensors Kühlmittelkreislauf Niedertemperatur 2 zur Erfassung der momentanen Kühlmitteltemperatur des Niedertemperatur­Kreislaufs 2 aus und steuert bei Bedarf das Umschaltventil 2 Niedertemperatur­Kreislauf, das Umschaltventil Hochvoltbatterie­Kühlung und die Umwälzpumpe 2 Niedertemperatur­Kreislauf an.
Je nach Umgebungstemperatur wird die Abwärme der Hochvoltbatterie über den Kühler des Niedertemperatur­Kreislaufs 2 oder über den am Kältemittelkreislauf angeschlossenen Wärmetauscher abgeführt. Die Regelung des Niedertemperatur­Kreislaufs 2 erfolgt über die Ansteuerung des Umschaltventils Hochvoltbatterie­Kühlung.
Der Kühler des Niedertemperatur­Kreislaufs 2 gibt die Abwärme direkt an die Umgebungstemperatur ab.
Der Wärmetauscher kühlt das Kühlmittel durch das im Wärmetauscher eingespritzte und verdampfende Kältemittel ab. Das abgekühlte Kühlmittel steht anschließend dem Niedertemperatur­Kreislauf 2 zur Verfügung.
Beim Aufladen der Hochvoltbatterie über die Steckdose Einspeisung Ladegerät (X58/23) wird bei mittleren Temperaturen das Umschaltventil 2 Niedertemperatur­Kreislauf in Richtung Ladegerät und Steuergerät DC/DC­Wandler (Typ 253.354/954) geschaltet und die Abwärme der Elektronik über den Kühler Niedertemperatur­Kreislauf 2 abgeführt.
Bei niedrigen Temperaturen der Hochvoltbatterie wird das Kühlmittel über den vom Expansionsventil Hochvoltbatterie­Kühlung abgesperrten Wärmetauscher geführt.
In diesem Fall dient die Wärmekapazität der Hochvoltbatterie zur Kühlung der Elektronik des Ladegeräts und des Steuergeräts DC/DC­Wandler (Typ 253.354/954).

 Das Modul Energiemanagement im Steuergerät Antriebsstrang koordiniert die Energieflüsse des Hybridantriebssystems und bildet, bezogen auf die elektrischen Größen, die Schnittstelle zu den Steuergeräten Batteriemanagementsystem, Leistungselektronik und zum Elektrischen Kältemittelkompressor.

Wurde die Freigabe vom Energiemanagement erteilt, fordert das Steuergerät Antriebsstrang über den CAN­Verbund beim Steuergerät Klimatisierung (N22/1) die Ansteuerung des Elektrischen Kältemittelkompressors an. Das Steuergerät Klimatisierung steuert daraufhin den elektrischen Kältemittelkompressor über den Klimasteuerungs­LIN 2 (LIN B8­2) an. Das Absperrventil Hochvoltbatterie­Kühlung (Y19/1) (Typ 205.012/212) bzw. Expansionsventil Hochvoltbatterie­Kühlung (Typ 205.047/147/247, 253.354/954) wird vom Steuergerät Batteriemanagementsystem geöffnet und das Kältemittel strömt durch den Verdampfer (Typ 205.012/212) bzw. den Wärmetauscher (Typ 205.047/147/247, 253.354/954). Damit wird dem Niedertemperatur­Kreislauf 2 (Typ 205.047/147/247, 253.354/954), der Hochvoltbatterie und dem Steuergerät Batteriemanagementsystem Wärmeenergie entzogen.

Die Kühlleistung ist maßgeblich von der Höhe der Ansteuerung des elektrischen Kältemittelkompressors abhängig. Im Leerlauf und während eines Automatischen Motorstopps ist die Leistung des elektrischen Kältemittelkompressors auf maximal ca. 2 kW begrenzt. Sollte der Ladezustand der Hochvoltbatterie sehr niedrig sein, wird die Leistung des elektrischen Kältemittelkompressors bis 0 kW heruntergeregelt.

P20.00-2596-75

Zusätzliche Funktionsvoraussetzung Niedertemperatur­Kreislauf 1

 Klemme 15 EIN (Zündung EIN)

Niedertemperatur­Kreislauf 1

Das Steuergerät Leistungselektronik wertet intern die Temperatur des Niedertemperatur­Kreislaufs 1 aus und fordert bei Bedarf beim Steuergerät Antriebsstrang Kühlleistung an.

Das Steuergerät Antriebsstrang wertet die Anforderung für die Ladeluft­, Getriebe­ und Leistungselektronikkühlung aus und steuert die Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur­Kreislauf und das Umschaltventil Niedertemperatur­Kreislauf über Antriebsstrang­LIN (LIN C3) entsprechend an. Zur Unterstützung dieser Regelung wird zusätzlich der Temperatursensor Niedertemperatur­Kreislauf mit ausgewertet

Die Spannungsversorgung der Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur­Kreislauf erfolgt plusseitig über das Sicherungs­ und Relaismodul Motor (K40/8) vom Relais CPC (K40/8kJ).

Masseseitig erfolgt die Spannungsversorgung über die Endhülse Masseleitung rechts vorn (im Leitungssatz) (Z6/118z1) und den Massepunkt vorn rechts (bei Leuchteinheit) (W2).

Die Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur­Kreislauf saugt, bei entsprechender Ansteuerung über den Antriebsstrang­LIN, das Kühlmittel an und pumpt es in den Niedertemperatur­Kreislauf 1 zum Steuergerät Leistungselektronik. Das Kühlmittel fließt durch das Steuergerät Leistungselektronik und die Wärme wird an das Kühlmittel abgegeben.

Danach fließt das Kühlmittel durch den Getriebeöl­Wärmetauscher und nimmt weitere Wärmeenergie vom Getriebeöl auf, bevor es weiter in den Kühler Niedertemperatur­Kreislauf fließt, wo es durch den Fahrtwind abgekühlt wird und zurück zur Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur­Kreislauf fließt.

 Um den Übertritt von heißem Verbrennungsmotor­Kühlmittel in den Niedertemperatur­Kreislauf 1 zu verhindern, verschließt ab einer Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors von ca. 60 °C ein Bimetallventil den Füllschlauch zum gemeinsamen Ausgleichsbehälter.

 Die Leistungselektronik wird auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen immer mit einem Mindestkühlmittelvolumenstrom (in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur) durchströmt. Der Temperatursensor Niedertemperatur­Kreislauf und das Umschaltventil Niedertemperatur­Kreislauf dienen hauptsächlich der Funktion Ladeluftkühlung.