D08.00-A009-79
Componentes de alto voltaje |
A9/6 | Compresor eléctrico de agente frigorígeno | G1/34 | Batería de alto voltaje 4 (con código E4T (batería de alto voltaje (47 kWh))) | |
A79/1 | Máquina eléctrica 1 | G10 | Caja de enchufe de carga, carga de corriente continua/carga de corriente alterna | |
A79/3 | Unidad de control de la electrónica de potencia | N24/6 | Unidad de conexión de carga de corriente continua | |
A123 | Distribuidor de energía de alto voltaje 1 | N33/16 | Unidad de control de alto voltaje del calefactor PTC | |
A123/1 | Distribuidor de energía de alto volatje 2 | N33/17 | Unidad de control de la calefacción de la batería | |
G1/31 | Batería de alto voltaje 1 | N83/3 | Unidad de control convertidor CC/CC | |
G1/32 | Batería de alto voltaje 2 | N83/15 | Cargador de corriente alterna para batería de alto voltaje | |
G1/33 | Batería de alto voltaje 3 |
Condición previa para el funcionamiento de la propulsión eléctrica - Generalidades
Borne 15 CON.
Descripción del funcionamiento del accionamiento eléctrico - Generalidades
La propulsión eléctrica se compone de la cadena cinemática eléctrica, que cuenta con la máquina eléctrica 1 (A79/1), el cambio y la unidad de control de la electrónica de potencia (A79/3).
La máquina eléctrica 1 se puede utilizar como motor para la propulsión o como generador eléctrico para la recuperación. La velocidad de rotación de la máquina eléctrica 1 se registra mediante el sensor de número de revoluciones a la izquierda de la máquina eléctrica (L6/5) y el sensor de número de revoluciones a la derecha de la máquina eléctrica (L6/6).
La máquina eléctrica 1 es alimentada por tres baterías de alto voltaje. Existe una cuarta batería de alto voltaje opcional (con código E4T (Batería de alto voltaje (47 kWh))) gracias a la cual se logra una mayor capacidad de batería y, con ello, una mayor autonomía para el vehículo. La unidad de control de la electrónica de potencia con inversor integrado convierte la tensión continua de las baterías de alto voltaje en tensión alterna para la alimentación de la máquina eléctrica.
La gestión de la tracción y energética se efectúa mediante la unidad de control de la cadena cinemática (N127). Entre otras cosas, esta lee directamente la señal del módulo del pedal acelerador (A68). Otros datos relevantes para el control del vehículo (por ejemplo, la posición de marcha del cambio automático) se leen a través del FlexRay del tren de rodaje (Flex E).
En base a estos datos, la unidad de control de la cadena cinemática determina el consumo de fuerza de la propulsión eléctrica y la solicita a la unidad de control de la electrónica de potencia a través del CAN de la propulsión eléctrica (CAN ED). La unidad de control de la electrónica de potencia activa, a través del inversor integrado, la máquina eléctrica 1 con tensión alterna trifásica y la controla en cuanto a la temperatura y al par de propulsión generado. La máquina eléctrica transmite el par de propulsión a los árboles de transmisión y las ruedas delanteras a través del cambio con desmultiplicación fija.
La máquina eléctrica 1 obtiene la energía necesaria para el funcionamiento del motor de las baterías de alto voltaje a través de la red de a bordo de alto voltaje. Las baterías de alto voltaje se cargan durante la conducción en régimen de retención, cuando la máquina eléctrica 1 funciona como generador eléctrico o, de forma estacionaria, mediante conexión a una fuente de corriente externa.
La máquina eléctrica 1 y la unidad de control de la electrónica de potencia se refrigeran a fin de proteger la propulsión eléctrica contra sobrecalentamiento.
El conductor obtiene información respecto al flujo de energía y al estado de carga de las baterías de alto voltaje por medio del visualizador multifunción (A1p13) en el cuadro de instrumentos (A1).
La descripción del funcionamiento del accionamiento eléctrico se desglosa como sigue:
Conducción
Sentido de marcha
Máquina eléctrica
Cambio
Recuperación
Red de a bordo de alto voltaje con baterías de alto voltaje
Red de a bordo de 12 V con batería de la red de a bordo
Asistencia a la red de a bordo
Caja de enchufe del vehículo
Conectar y separar la red de a bordo de alto voltaje
GESTIÓN TÉRMICA
Limitación de potencia
Conducción
Durante la marcha, la energía eléctrica de las baterías de alto voltaje se transforma en energía de propulsión mecánica. La máquina eléctrica 1 funciona como motor. Para ello, se conduce la tensión continua de alto voltaje de las baterías de alto voltaje a la unidad de control de la electrónica de potencia por medio de cables eléctricos y el distribuidor de energía de alto voltaje 2 (A123/1).
En la unidad de control de la electrónica de potencia se transforma en el inversor integrado la tensión continua de alto voltaje en una tensión alterna de 3 fases y se suministra a la máquina eléctrica 1. La unidad de control de la electrónica de potencia evalúa permanentemente a través de los sensores de número de revoluciones (L6/5, L6/6) y el sensor de temperatura de la máquina eléctrica (B94/2) la posición, el número de revoluciones y la temperatura de la máquina eléctrica 1.
Además, la unidad de control de la electrónica de potencia supervisa el estado del inversor y lo transmite a la unidad de control de la cadena cinemática. La unidad de control cadena cinemática genera pronósticos en base a estos datos sobre la capacidad de rendimiento del accionamiento eléctrico. En base a estos pronósticos, la unidad de control de la cadena cinemática solicita a la unidad de control de la electrónica de potencia la potencia requerida.
La unidad de control de la electrónica de potencia regula, vía el inversor y en función de las pautas de potencia, la frecuencia y amplitud de la tensión alterna y, con ello y de forma directa, el par de propulsión generado.
Sentido de marcha
El conductor establece el sentido de la marcha seleccionando la posición de marcha del cambio automático mediante la palanca selectora DIRECT SELECT(S16/13). La unidad de control del módulo de tubo envolvente (MRM) (N80) registra las posiciones de la palanca selectora, las evalúa y envía las señales correspondientes a la unidad de control de la cadena cinemática.
La unidad de control cadena cinemática requiere el sentido de marcha correspondiente a la posición de la palanca selectora de la unidad de control electrónica de potencia. La unidad de control de la electrónica de potencia activa la máquina eléctrica 1 con una tensión alterna trifásica por medio del inversor integrado.
La conducción hacia atrás en la posición de la palanca selectora «R» se realiza invirtiendo el sentido de giro de la máquina eléctrica 1.
El sentido de la marcha actual se muestra en el visualizador multifunción.
La posición de marcha del cambio automático «N» no se realiza abriendo un embrague, sino que se simula mediante la correspondiente activación de la máquina eléctrica 1.
Máquina eléctrica
La máquina eléctrica se encuentra en la parte delantera del vehículo, en el compartimento motor, y está montada junto con el cambio, transversalmente sentido de la marcha. La máquina eléctrica es un motor de corriente alterna trifásica que puede funcionar como motor o como generador eléctrico. Durante la marcha genera, a partir de la energía eléctrica, la energía rotativa mecánica para impulsar el vehículo. Con la recuperación de la energía de frenado, se genera energía eléctrica a partir de energía mecánica. La alimentación eléctrica o la recuperación de la energía tiene lugar mediante el inversor integrado en la unidad de control de la electrónica de potencia (A79/3).
Cambio
El cambio está adosado directamente a la máquina eléctrica 1. Los dos árboles de transmisión están insertados directamente en el diferencial del motor eléctrico.
El cambio es un cambio de dos etapas con diferencial de piñón de ataque integrado para reducir el número de revoluciones de la máquina eléctrica 1 y aumentar el par para la propulsión de las ruedas.
No se trata de un cambio clásico con varias marchas adelante. Existe una relación de desmultiplicación fija de i = 13,205. En consecuencia, solo hay una marcha adelante y una marcha atrás, donde la conducción hacia delante o hacia atrás viene determinada por el inversor de la máquina eléctrica 1. Este fundamento técnico es la base para una mayor tracción y una cómoda aceleración sin interrupción de la fuerza de tracción.
Existe la conocida filosofía de cambio de marcha del cambio automático con las posiciones de la palanca selectora «P», «R», «N» y «D». La posición de marcha del cambio automático seleccionada se muestra en el visualizador multifunción del cuadro de instrumentos. En la posición de aparcamiento «P» se acopla automáticamente un bloqueo de aparcamiento. Este bloqueo de aparcamiento evita que el vehículo ruede por inercia involuntariamente, pero no sustituye al freno de estacionamiento.
Recuperación
El concepto recuperación hace referencia a la recuperación de energía. En régimen de retención, la máquina eléctrica 1 propulsa el vehículo. Puesto que no tiene lugar ningún acoplamiento, el arrastre de fuerza en la cadena cinemática está siempre disponible. Si no se pisa el pedal acelerador cuando el vehículo está en movimiento, o bien se activa el modo de planeo o bien la máquina eléctrica 1 absorbe la energía cinética y la convierte en energía eléctrica (recuperación). La energía recuperada durante el régimen de retención se almacena en la red de a bordo de alto voltaje mediante el inversor integrado en la unidad de control de la electrónica de potencia.
Para más información, véase la descripción del funcionamiento separada «Recuperación - Funcionamiento» (función de recuperación).
Red de a bordo de alto voltaje con baterías de alto voltaje
Según el equipamiento se usan 3 o 4 potentes baterías de alto voltaje que van dispuestas en los bajos del vehículo. Las baterías de alto voltaje permiten una conducción puramente eléctrica.
Para la carga externa se conecta el vehículo a una caja de enchufe de 230 V, a una base de carga mural o a una estación de carga pública. La carga se efectúa a través del cargador de corriente alterna para batería de alto voltaje (N83/15) propio del vehículo o a través de la unidad de conexión de carga de corriente continua (N24/6).
En régimen de retención y al frenar, se produce una carga mediante recuperación. La máquina eléctrica 1 funciona entonces como generador eléctrico.
Red de a bordo de 12 V con batería de la red de a bordo
Todos los consumidores de 12 V y las unidades de control de la red de a bordo de 12 V empleados reciben alimentación a través de la batería de la red de a bordo (G1). La red de a bordo de 12 V es abastecida a su vez con energía de la red de a bordo de alto voltaje a través de la unidad de control del convertidor CC/CC. La unidad de control del convertidor CC/CC genera para ello tensión continua de 12 V a partir de la tensión continua de alto voltaje de la red de a bordo de alto voltaje y carga la batería de la red de a bordo.
Asistencia a la red de a bordo
La asistencia a la red de a bordo garantiza que la batería de la red de a bordo (G1) (red de a bordo de 12 V) esté cargada en todo momento. Si el estado de carga de la batería de la red de a bordo queda por debajo de un valor umbral, la recarga se efectúa a través de la unidad de control del convertidor CC/CC.
Para más información, véase la descripción del funcionamiento separada «Red de a bordo de alto voltaje - Funcionamiento».
Caja de enchufe del vehículo
La caja de enchufe de carga carga de corriente continua/carga de corriente alterna (G10) garantiza el contacto eléctrico con el cable de carga. Un servomotor bloquea el conector del cable de carga durante el proceso de carga.
Conectar y separar la red de a bordo de alto voltaje
Según la situación de servicio, p. ej.: carga, servicio o accidente, puede o debe activarse o desactivarse la red de a bordo de alto voltaje.
Para más información, véase la descripción del funcionamiento separada «Red de a bordo de alto voltaje - Funcionamiento».
GESTIÓN TÉRMICA
Para la refrigeración y calefacción de las baterías de alto voltaje así como para la refrigeración de la máquina eléctrica 1 y de los componentes de alto voltaje, el vehículo eléctrico está equipado con una gestión térmica. La gestión térmica regula además la climatización del espacio interior.
La gestión térmica controla automáticamente tras el arranque del vehículo las temperaturas de la cabina del conductor y de los componentes eléctricos y de la batería de alto voltaje.
Para información detallada sobre la gestión térmica, véase la descripción del funcionamiento separada «Refrigeración de la red de a bordo de alto voltaje - Funcionamiento».
Para información detallada sobre la calefacción de la batería de alto voltaje, véase la descripción del funcionamiento separada «Red de a bordo de alto voltaje - Funcionamiento».
Para información detallada sobre la climatización, véase la descripción del funcionamiento separada «Climatización del vehículo eléctrico - Funcionamiento» (función de climatización del vehículo eléctrico).
Limitación de potencia
Para proteger los componentes de una sobrecarga, se limita la potencia de la propulsión eléctrica en determinados casos. El accionamiento eléctrico limita el par real o reduce la potencia máxima posible y la velocidad en la siguientes condiciones:
Estado de carga bajo de las baterías de alto voltaje (se muestra un aviso en el cuadro de instrumentos)
Fallo parcial de la batería de alto voltaje (p. ej. se ha detectado una batería de alto voltaje averiada)
Temperatura de las baterías de alto voltaje demasiado baja o demasiado alta
Consumo de corriente excesivo de las baterías de alto voltaje
La potencia disponible de la propulsión eléctrica se muestra en el cuadro de instrumentos a través del visualizador multifunción.
Documentos referenciados
- gf0800d9999te Vista de conjunto de los componentes del sistema del vehículo eléctrico