Sistema de alto voltaje - Funcionamiento

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 Los acoplamientos enchufable de los cables de alto voltaje en la red de a bordo de alto voltaje solamente pueden separarse tras la desconexión de tensión por personal técnico capacitado.

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 Red de a bordo de alto voltaje con clase de tensión B (tensión continua 60 V < U  1500 V y tensión alterna 30 V < U  1000 V):
Únicamente talleres especializados con el correspondiente personal especializado deben realizar reparaciones o solucionar averías en la red de a bordo de alto voltaje.

 Todos los enchufes están protegidos contra el contacto.
El asiento de todos los acoplamientos enchufables está controlado por un circuito interlock.
Todos los cables de alto voltaje son de color naranja.
Todos los componentes de alto voltaje están identificados con adhesivos de advertencia amarillos.

Condición previa para el funcionamiento - Generalidades

 Borne 30

Red de a bordo de alto voltaje - Generalidades

La red de a bordo de alto voltaje descrita aquí en detalle consta de los siguientes componentes:

 Compresor de agente frigorígeno eléctrico (A9/6)

 Máquina eléctrica (A79/1)

 Unidad de control de la máquina eléctrica (A79/3)

 Baterías de alto voltaje (G1/18, G1/27, G1/28)

 Unidad de control del calefactor PTC de alto voltaje (N33/7)

 Unidad de control de la calefacción de la batería (N33/8)

 Unidad de control del convertidor CC/CC (N83/3)

 Cargador de corriente alterna para batería de alto voltaje (N83/11)

 Módulo distribuidor de alto voltaje 1 (N116/5)

 Módulo distribuidor de alto voltaje 2 (N116/10)

 Caja de enchufe alimentación 230 V (X58/23)

 Unidad de control del sistema de gestión de batería (N82/2)

La unidad de control del sistema de gestión de batería asume la vigilancia completa de las baterías de alto voltaje con relación a la temperatura, tensión y corriente. Determina los límites de seguridad para estos valores y transmite valores y límites de seguridad a través del CAN de híbrido (CAN L) a la unidad de control de la cadena cinemática (N127).

Las baterías de alto voltaje sirven como acumulador de energía y están conectadas mediante el módulo del distribuidor de alto voltaje 2 (N116/10) y el módulo del distribuidor de alto voltaje 1 (N116/5).

Algunos consumidores de la red de a bordo de alto voltaje (p. ej. compresor de agente frigorígeno eléctrico (A9/6)) están protegidos por cortacircuitos fusibles en el módulo de fusibles y relés del compartimento del motor (K40/10) y están conectados de forma eléctrica con conexiones eléctricas por enchufe o conexiones atornilladas a los módulos del distribuidor de alto voltaje.

La red de a bordo de alto voltaje es alimentada con energía por las baterías de alto voltaje y en el régimen de retención (recuperación) mediante un inversor de la máquina eléctrica. La carga de las baterías de alto voltaje se efectúa en el régimen de retención mediante recuperación o de forma estacionaria mediante conexión a una fuente de corriente externa a través del cargador de corriente alterna para la batería de alto voltaje. Si las baterías de alto voltaje están casi descargadas completamente, se desconecta el sistema de propulsión. Las baterías de alto voltaje están protegidas de esa forma ante descarga total.

La unidad de control de la cadena cinemática sirve como interfaz (gateway) entre los sistemas bus CAN del tren de rodaje (CAN E), CAN de híbrido (CAN L) y CAN de propulsión eléctrica (CAN ED).

Desarrollo de funcionamiento de la red de a bordo de alto voltaje

Las siguientes tareas de la red de a bordo de alto voltaje se describen más detalladamente:

 Carga estacionaria

 Circuito interlock

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

 Refrigeración red de a bordo de alto voltaje

 Calefacción baterías de alto voltaje

Carga estacionaria

La energía eléctrica del vehículo eléctrico es puesta a disposición por las baterías de alto voltaje, que previamente se deben cargar de modo estacionario.

 Para más información al respecto, véase la descripción del funcionamiento separada "Función de carga estacionaria".

Circuito interlock

El circuito interlock sirve de protección contra contacto accidental en caso de que personas toquen accidentalmente componentes de alto voltaje. El contacto interlock es un contacto precoz, que al abrirse una conexión de alto voltaje, se abre antes que la conexión de alto voltaje. Con ello se realiza una descarga a tiempo del circuito intermedio de alto voltaje por las unidades de control de los componentes de alto voltaje.

El circuito interlock sirve para la detección de cables abiertos o puntos de acceso en la red de a bordo de alto voltaje. Para ello se conecta en bucle una señal interlock de 12 V/88 Hz, a través de todos los componentes de la red de a bordo de alto voltaje que puedan ser desmontados o abiertos. A tal efecto se encuentra un puente eléctrico en cada conexión por enchufe de alto voltaje desmontable, el cual interrumpe el circuito interlock cada vez que se desmonta la conexión por enchufe de alto voltaje. Al retirar en enchufe de una unidad de control se interrumpe a través de los contactos entrada y salida del Interlock el circuito del mismo.

La interrupción del circuito interlock ocasiona, bajo determinadas condiciones previas, la apertura de los contactores en las baterías de alto voltaje y una reducción de la potencia de toda la red de a bordo de alto voltaje. La unidad de control del sistema de gestión de batería (N82/2) y el cargador de corriente alterna para batería de alto voltaje (N83/11) disponen respectivamente de un circuito de evaluación propio para la señal interlock. Los estados de avería se pueden determinar evaluando las señales interlock en los componentes activos (fuentes de alto voltaje) (interrupción, cortocircuito). En este proceso se retransmiten los correspondientes estados de avería a través del CAN híbrido (CAN L) a la unidad de control de la cadena cinemática. Aquí está situado el mando y evaluación central del circuito interlock.

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 conectarse o desconectarse la red de a bordo de alto voltaje.

 Para más información al respecto, véase la descripción del funcionamiento separada "Función de gestión energética del sistema de alto voltaje".

Refrigeración red de a bordo de alto voltaje

La temperatura de servicio de las baterías de alto voltaje y de la máquina eléctrica debe encontrarse dentro de un rango determinado, para asegurar que se optimice y garantice la capacidad de carga, la cantidad de ciclos de carga y la vida útil de las baterías de alto voltaje o el funcionamiento de los componentes de alto voltaje. Por lo tanto, las baterías de alto voltaje y la máquina eléctrica son parte de los circuitos de líquido refrigerante de baja temperatura.

El circuito de baja temperatura 1 protege los componentes de alto voltaje y la máquina eléctrica contra daños por sobrecalentamiento. La regulación de la temperatura de las baterías de alto voltaje tiene lugar a través del circuito de baja temperatura 2.

 Para más información al respecto, véase la descripción del funcionamiento separada "Función de refrigeración del sistema de alto voltaje".

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Calefacción baterías de alto voltaje

Debido a que el rendimiento de las baterías de alto voltaje varía en función de la temperatura, este disminuye considerablemente si desciende la temperatura. Los electrólitos de las baterías de alto voltaje se pueden "gelificar" además a muy bajas temperaturas. Por ese motivo, si fuese necesario, en el modo de marcha se produce un calentamiento automático durante el proceso de carga del bloque de batería, a temperaturas de la batería inferiores a aprox. ­15 °C, para lograr una mejor temperatura de carga y de servicio. Al alcanzarse de aprox. ­15 °C se finaliza automáticamente esta asistencia.

La gestión térmica controla automáticamente tras el arranque del sistema las temperaturas del habitáculo y de los componentes eléctricos y de la batería. Con los valores de temperatura determinados y el funcionamiento especial de este sistema puede utilizarse una "función de bomba de calor" para el calentamiento del agua.

La calefacción de las baterías de alto voltaje se realiza mediante la unidad de control de la calefacción de la batería (N33/8) integrada en el circuito de líquido refrigerante y garantiza que la temperatura del espacio interior de las baterías de alto voltaje no quede por debajo de ­15 °C.

La unidad de control de la calefacción de la batería es un calefactor adicional PTC de alto voltaje y es activado por la unidad de control de la cadena cinemática. Mediante la aplicación de corriente de los elemento calefactores éstos se conectan. El líquido refrigerante que fluye a través de la unidad de control de la calefacción de la batería absorbe el calor de los elementos calefactores y se calienta.

La circulación del líquido refrigerante calentado tiene lugar a través del circuito de la bomba de líquido refrigerante de baja temperatura 2 (M75/17). El calor generado es entregado por el circuito de la bomba de líquido refrigerante de baja temperatura 2 a las baterías de alto voltaje. Si se alcanza la temperatura de servicio de las baterías de alto voltaje (aprox. 20 hasta 35 °C), ya no se suministra corriente a los elementos calefactores de la unidad de control de la calefacción de la batería.