Función de gestión de energía del sistema de alto voltaje

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Gestión energética de la red de a bordo de alto voltaje - Generalidades

La gestión energética de la red de a bordo de alto voltaje gestiona la puesta a disposición (alimentación) y el consumo (presupuesto) de la energía eléctrica. La finalidad es un bajo consumo de energía y un proceso de carga óptimo.

La red de a bordo de 12 V es alimentada por la unidad de control del convertidor CC/CC (N83/3) que trabaja como el generador en un vehículo de combustión convencional.

La función de gestión energética está integrada en la unidad de control de la cadena cinemática (N127).

En la gestión energética de la red de a bordo de alto voltaje participan decisivamente los siguientes componentes:

 Máquina eléctrica

 Baterías de alto voltaje

 Unidad de control del sistema de gestión de batería

 Cargador de corriente alterna para batería de alto voltaje

 Unidad de control cadena cinemática

 Unidad de control máquina eléctrica

 Caja de enchufe de alimentación 230 V

En detalle, la gestión de energía ofrece las siguientes funciones:

 Asistencia a la red de a bordo

 Conectar y separar la red de a bordo de alto voltaje

 Circuito interlock

 Vigilancia del aislamiento

 Distribución de energía

 Programas de conducción «C», «E», «E+»

Asistencia a la red de a bordo

Todas las unidades de control empleadas se alimentan mediante la batería (G1) de la red de a bordo de 12 V. La batería de la red de a bordo está situada en la caja del asiento del acompañante. Con el vehículo parado y el encendido desconectado, todos los consumidores se abastecen por la batería de la red de a bordo.

La asistencia a la red de a bordo garantiza que la batería de la red de a bordo esté cargada en todo momento. Si el estado de carga de la batería de la red de a bordo o la temperatura exterior están por debajo un valor umbral durante la marcha, se carga a través de la unidad de control del convertidor CC/CC (N83/3). La unidad de control del convertidor CC/CC convierte la alta tensión de la red de a bordo de alto voltaje al nivel de tensión de la red de a bordo de 12 V para alimentar los consumidores de 12 V y cargar la batería de la red de a bordo. Para ello, la unidad de control del convertidor CC/CC recibe de la unidad de control del módulo de registro de señales y de activación (SAM) (N10/1) un valor nominal prefijado de tensión para la red de a bordo de 12 V.

Una vez conectado el encendido, se comprueba la tensión existente de la batería de la red de a bordo y en caso necesario se carga o complementa con las baterías de alto voltaje (G1/18, G1/27, G1/28) a través de la unidad de control del convertidor CC/CC . Los consumidores de la red de a bordo de 12 V siguen recibiendo alimentación de la batería de la red de a bordo.

Cuando el estado de carga de la batería de la red de a bordo o la temperatura exterior durante la marcha queda por debajo de un valor umbral, se conecta la red de a bordo de alto voltaje previa comprobación para asistir o incluso cargar la red de a bordo de 12 V y la batería de la red de a bordo.

Las baterías de alto voltaje se cargan externamente conectando el cable de carga en la caja de enchufe de alimentación de 230 V (X58/23) y a una red privada (conexión doméstica estacionaria) o una red pública (estación 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 esto, la salida de alto voltaje de las baterías de alto voltaje se puede separar de la red de a bordo de alto voltaje mediante los contactores activados por la unidad de control de la cadena cinemática.

En caso de accidente, el sistema de seguridad reconoce la gravedad del impacto y decide si la red de a bordo de alto voltaje se debe desactivar de forma reversible o irreversible.

 Reversible: siniestro leve sin activación del airbag ni impacto sobre la red de a bordo de alto voltaje. El acumulador intermedio de alto voltaje se descarga en escasos segundos. El vehículo se puede volver a arrancar con el encendido.

 Irreversible: la alimentación eléctrica de los contactores se interrumpe mediante un elemento pirotécnico. El acumulador intermedio de alto voltaje se descarga en escasos segundos. El usuario ya no puede volver a arrancar el vehículo.

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Desconexión manual de la tensión de la red de a bordo de alto voltaje

Existen dos dispositivos de desconexión de alto voltaje:

 Dispositivo de desconexión de alto voltaje (desconexión de servicio):

El dispositivo de desconexión de alto voltaje (S7) situado en el compartimento del motor sirve para desconectar el vehículo en el taller.

Se encuentra en la línea de carga de los contactores, está conectado en línea y se puede retirar en caso de servicio. El dispositivo de desconexión de alto voltaje se encuentra en el soporte de módulo (3) en la parte delantera derecha del compartimento del motor.

 Dispositivo de desconexión de alto voltaje alternativo en caso de emergencia (punto de desconexión de emergencia):

El dispositivo de desconexión de alto voltaje alternativo se encuentra en la caja del asiento del acompañante. Está marcado con un rótulo indicativo (2). En este caso se debe cortar el cable eléctrico por el punto de separación marcado. El cable eléctrico no se encuentra en la red de a bordo de alto voltaje.

El punto de desconexión de emergencia estandarizado sirve a las fuerzas de rescate para desconectar de forma irreversible la red de a bordo de alto voltaje en caso de rescate y salvamento.

 El dispositivo de desconexión de alto voltaje alternativo solo se debe utilizar cuando el dispositivo de desconexión de alto voltaje (desconexión de servicio) del compartimento del motor no se puede accionar, ya que este paso es irreversible.

 Para los servicios de salvamento existen dos adhesivos especiales con el código QR® con el enlace a la hoja de rescate. Estos se encuentran en el lado interior de la tapa de la caja del enchufe de carga, así como en el montante B del lado del acompañante. Estos marcan la posición de los componentes de la red de a bordo de alto voltaje, así como de los dispositivos pirotécnicos y de desconexión.

Circuito interlock

Cuando se interrumpe el circuito interlock, por ejemplo, al separar un acoplamiento enchufable, esto abre los contactores en las baterías de alto voltaje mediante la interrupción de la alimentación eléctrica. La apertura de los contactores conduce a la parada de la red de a bordo de alto voltaje.

Adicionalmente, en los componentes de alto voltaje viene integrada una descarga rápida activa ya que, a consecuencia de los condensadores en los componentes de alto voltaje, la red de a bordo de alto voltaje no está libre de tensión inmediatamente después de la apertura de los contactores.

Cuando se interrumpe el circuito interlock durante la marcha, la desactivación de la red de a bordo de alto voltaje se ejecutará después de la próxima parada del vehículo, cuando la palanca selectora esté en la posición «N» estando el vehículo parado o se ponga la llave en posición «Desconexión».

 Para poder efectuar trabajos de servicios sin peligro de una descarga de corriente, la red de a bordo de alto voltaje también debe estar libre de tensión. Para ello se puede accionar el dispositivo de desconexión de alto voltaje (S7) en la parte delantera derecha del compartimento del motor, con lo que también se interrumpe el circuito interlock.

Vigilancia del aislamiento

Por medio de la supervisión del aislamiento de los componentes de alto voltaje se pueden detectar a tiempo averías de aislamiento en la red de a bordo de alto voltaje. Un sensor está integrado en cada batería de alto voltaje y mide permanentemente la resistencia. El valor medido se envía a través del CAN de híbrido (CAN L) desde la unidad de control de la sistema de gestión de la batería (N82/2) a la unidad de control de la cadena cinemática, donde se evalúa. Si está por debajo de un valor de resistencia determinado, no se podrán cargar las baterías de alto voltaje ni circular.

Distribución de energía

La estrategia de funcionamiento del vehículo está diseñada para el control dinámico del flujo de energía. Con ello se aprovisiona a tiempo la energía necesaria para la situación de servicio. Para ello influyen distintas informaciones el control inteligente, que evalúa esta información y pone según las necesidades los correspondientes pares de accionamiento. Parte de la información es el requerimiento del conductor, los requerimientos para el vehículo y las condiciones ambientales.

De la estrategia de funcionamiento también depende la vida útil realizable de las baterías. Ello significa, especialmente al usar la calefacción, una gestión energética inteligente, que utiliza todas las fuentes energéticas de manera inteligente a fin de aumentar el alcance del vehículo. Al hacerlo se limita la distribución de energía a los componentes de alto voltaje, en función de la situación de marcha actual (red de a bordo de 12 V, funciones de calefacción y climatización).

Programas de conducción «C», «E», «E+»

Se ofrecen tres programas de conducción. Al arrancar está activado el programa de conducción básico «E» («Economy»). Los dos programas «C» (Comfort) y «E+» (Economy Plus) se pueden seleccionar mediante la tecla Programa de conducción (N72/1s6) en la consola central.

El programa de conducción «E+» está diseñado para una conducción lo más económica posible. Ello incluye una limitación de la velocidad máxima por construcción, la adaptación de la curva característica del pedal acelerador así como el ajuste fijo del nivel de recuperación máximo.

Adicionalmente existe un impulsor acelerador como función de limitación temporal, activada por la funcionalidad kick-down del pedal acelerador.

En el modo Economy se activa adicionalmente un programa de ahorro de energía para la calefacción y el aire acondicionado.

 Para más información al respecto, véase la descripción del funcionamiento separada «Vehículo eléctrico - Funcionamiento» (funcionamiento del vehículo eléctrico).