Climatización del vehículo eléctrico - Funcionamiento

D83.00-A002-79

Condiciones previas para el funcionamiento climatización vehículo eléctrico - Generalidades

 Funciones de mando: borne 15 CON.

 Climatizador automático activado

 Cadena cinemática lista para el funcionamiento (estado "READY")

Climatización vehículo eléctrico - Generalidades

La unidad de control de la cerradura electrónica de encendido (EZS) (N73/8) envía el estado del borne 15 a la unidad de control y mando de la climatización automática (N22/2).

La unidad de control de la cadena cinemática (N127) envía la señal "propulsión eléctrica READY" a la unidad de control y mando de la climatización automática.

La regulación de la calefacción y la ventilación tiene lugar a través de la unidad de control y mando de la climatización automática.

La gestión térmica controla automáticamente tras el arranque del sistema las temperaturas del habitáculo y de los componentes eléctricos y de la batería de alto voltaje. 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 regulación del sistema "bomba de calor" está concebida de forma que mediante la utilización del calor residual de las baterías de alto voltaje o de la energía del entorno existente en el servicio de regulación se obtenga un índice calorífico de entre 1,5 y 2,5.

De esta forma se reduce el consumo de energía de las baterías de alto voltaje para regular la temperatura del habitáculo y de las baterías de alto voltaje, incrementándose así la autonomía del vehículo.

 El coeficiente de eficiencia ("Coefficient of Performance") describe la relación entre la potencia calorífica entregada y la potencia eléctrica consumida por la bomba de calor.

Un componente esencial del sistema es el compresor eléctrico de agente frigorígeno (A9/6) en el compartimento del motor. En determinadas circunstancias pueden percibirse más claramente los ruidos de fondo, por ejemplo del compresor de agente frigorígeno eléctrico, debido a la inexistencia de los ruidos producidos por el motor de combustión interna.

 En la descripción de funcionamiento separada "Función de refrigeración de la red de a bordo de alto voltaje" figura información detallada sobre la refrigeración y la gestión térmica.

La función de climatización comprende las siguientes funciones parciales:

 Ventilación - Funcionamiento

 Circuito de agente frigorígeno - Funcionamiento

 Regulación de la climatización

D83.10-A008-79

Difusores de ventilación adicionales
El código FJ6 (zona central con 2 compartimentos portaobjetos DIN y difusor de aire) contiene en la zona central del tablero de instrumentos dos compartimentos portaobjetos DIN y dos difusores de ventilación adicionales para una mejor distribución de aire. El equipamiento está disponible opcionalmente.

D68.10-A000-80

Ventilación - Funcionamiento

La ventilación, delante se encarga del intercambio de aire en el espacio interior del vehículo, delante (circulación de aire) y también de las tareas siguientes:

 Mantener desempañadas las lunas.

 Abastecer de oxígeno a los ocupantes del vehículo

 Alcanzar rápidamente temperaturas constantes y agradables en el espacio interior del vehículo, delante

La ventilación puede realizarse en uno de los tipos de funcionamiento siguientes:

 Modo de aire del exterior

 Servicio de aire circulante

La selección del modo de aire del exterior o aire interior circulante se controla mediante las siguientes teclas:

 Tecla de aire interior circulante (N22/2s8)

 Tecla de distribución de aire (N22/2s5)

Las teclas están integradas en la unidad de control y mando de la climatización automática.

El control del caudal de paso se aumenta o reduce a través de las diferentes variantes de niveles de soplador del servomotor de la compuerta de aire exterior/aire interior circulante (M2/5) y de los servomotores de la compuerta de mezcla de aire (M2/6, M2/7) a través del regulador electrónico del soplador (N29).

La distribución en la parte delantera del habitáculo del aire aspirado del exterior o del aire interior circulante se realiza, en función del requerimiento de distribución de aire, a través de los siguientes difusores de salida de aire:

 Difusor antihielo de la ventana lateral, izquierda y derecha

 Difusores laterales orientables, izquierda y derecha

 Difusores centrales orientables, izquierda y derecha (con código FJ6 (zona central con 2 compartimentos portaobjetos DIN y difusor de aire))

 Difusores del espacio reposapiés izquierdo y derecho

 Difusor antihielo del parabrisas

La función de ventilación comprende las siguientes subfunciones:

 Modo de aire del exterior

 Servicio de aire circulante

 Activación de las trampillas de la conducción de aire

Modo de aire del exterior

El modo de aire exterior está activado cuando el LED de la tecla de aire interior circulante no está iluminado. El servomotor de la compuerta del aire del exterior y del aire circulante (M2/5) coloca la compuerta del aire del exterior y del aire circulante en la posición "aire del exterior abierto". En esta posición, el servomotor de la compuerta de aire exterior/aire interior circulante y los servomotores de la compuerta de mezcla de aire (M2/6, M2/7) aspiran el aire ambiente hacia la caja del aire acondicionado, a través de la rejilla de entrada de aire del compartimento del motor, derecha, el filtro del espacio interior y la compuerta de aire exterior/aire interior circulante.

Servicio de aire circulante

El modo de aire interior circulante está conectado cuando el LED de la tecla de aire interior circulante está iluminado. El servomotor de la compuerta de aire exterior/aire interior circulante coloca la compuerta del aire exterior y del aire interior circulante en la posición "aire del exterior cerrado". En esta posición, el servomotor de la compuerta de aire exterior/aire interior circulante y los servomotores de la compuerta de mezcla de aire aspiran el aire interior circulante del espacio interior del vehículo, delante, hacia la caja del aire acondicionado. El aire circulante llega de nuevo a la parte delantera del habitáculo, a través de los canales de aire y de los difusores de salida de aire, en función del ajuste de las variantes de velocidad del soplador, de selección de temperatura y de distribución de aire.

En el modo de calefacción se conmuta a modo de aire del exterior. En cambio, el margen de transición (modo ligero de calefacción/refrigeración) funciona con aire mezclado variable. En el modo de refrigeración ("MAX COOL") se conmuta a modo de aire interior circulante. Un enjuague automático con aire del exterior tiene lugar a través de un tiempo memorizado en la unidad de control y mando de la climatización automática.

Activación de las trampillas de la conducción de aire

Regulando las compuertas conductoras de aire en la caja del climatizador se controla la distribución de aire en el habitáculo.

Se accionan las siguientes compuertas conductoras de aire:

 Compuertas de descongelación, espacio reposapiés, difusor lateral y difusor central (con código FJ6 (zona central con 2 compartimentos portaobjetos DIN y difusor de aire)) a través del regulador electrónico del soplador (N29) (regulación de la ventilación)

 Compuertas de mezcla de aire mediante el servomotor de la compuerta de mezcla de aire izquierda (M2/6) y el servomotor de la compuerta de mezcla de aire derecha (M2/7) (regulación de la temperatura)

 Compuerta de aire del exterior y de aire circulante a través del servomotor de la compuerta de aire del exterior y de aire circulante (M2/5) (regulación de aire del exterior/de aire circulante)

 La compuerta de aire del exterior/del aire circulante se cierra tras un accidente (señal de choque enviada).

D83.00-A008-79

Circuito de agente frigorígeno - Funcionamiento

El circuito de agente frigorígeno genera el frío necesario para la climatización del espacio interior del vehículo cambiando de líquido a gaseoso el estado físico del agente frigorígeno. Mediante el circuito de agente frigorígeno puede reducirse asimismo la temperatura del líquido refrigerante del circuito de líquido refrigerante de las baterías de alto voltaje (circuito de baja temperatura 2).

 En la descripción de funcionamiento separada "Función de refrigeración de la red de a bordo de alto voltaje" figura información detallada sobre la refrigeración de las baterías de alto voltaje.

La regulación del circuito de agente frigorígeno tiene lugar a través de la unidad de control de la cadena cinemática (N127). La activación eléctrica de la válvula de expansión (Y140/1) tiene lugar a través de la unidad de control y mando de la climatización automática (N22/2). Los requerimientos de regulación de la climatización del espacio interior del vehículo con relación a sus ocupantes son leídos también por la unidad de control y mando de la climatización automática.

El circuito de agente frigorígeno para la climatización del espacio interior del vehículo está compuesto básicamente de los componentes siguientes:

 Compresor de agente frigorígeno eléctrico (A9/6)

 Válvula de expansión (Y140/1)

 Válvula de cierre del evaporador de la refrigeración de la batería de alto voltaje (Y19/19)

 Evaporador (espacio interior del vehículo) (1)

 Evaporador/intercambiador de calor (2)

 Condensador (3)

 Intercambiador de calor interior (4)

 Depósito de líquido (secador)

Los diversos componentes del circuito de agente frigorígeno están unidos entre si mediante tuberías flexibles y tuberías rígidas y forman un sistema cerrado.

El circuito de agente frigorígeno se distribuye como sigue:

 Lado de alta presión

 Lado de baja presión

Lado de alta presión

El compresor eléctrico de agente frigorígeno (A9/6) aspira el agente frigorígeno gaseiforme frío, lo comprime, con lo que se calienta, y lo impulsa hacia el condensador. El agente frigorígeno caliente comprimido es enfriado en el condensador por el aire del exterior que fluye junto a él.

El agente frigorígeno modifica su estado, de gaseoso a líquido. El agente frigorígeno fluye a continuación al interior del depósito de líquido. Al pasar por el depósito de líquido, se extrae humedad del agente frigorígeno, se separan burbujas de vapor y se filtran impurezas mecánicas a fin de proteger los componentes siguientes. El agente frigorígeno depurado refluye hacia la válvula de expansión, inyectando esta al evaporador el agente frigorígeno líquido sometido a una elevada presión.

Lado de baja presión

El agente frigorígeno líquido se descomprime en el evaporador y cambia su estado de grupo de líquido a gaseoso. El calor necesario para la evaporación se sustrae del aire que fluye junto a las aletas del condensador, con lo que el aire se enfría. El agente frigorígeno, ahora en estado completamente gaseiforme, vuelve a ser aspirado y comprimido por el compresor eléctrico de agente frigorígeno.

El aire enfriado es conducido al espacio interior del vehículo mediante la activación del servomotor de la compuerta de aire exterior/aire interior circulante y de los servomotores de la compuerta de mezcla de aire.

Regulación de la climatización

La climatización se efectúa a través de las señales registradas por la unidad de control y mando de la climatización automática (p. ej. temperatura del espacio interior, temperatura exterior, temperatura del líquido refrigerante, velocidad del vehículo) y en función de los ajustes seleccionados en la unidad de control y mando de la climatización automática.

La función de regulación de la climatización comprende las siguientes funciones parciales:

 Desarrollo del funcionamiento del registro y la evaluación de las señales

 Desarrollo del funcionamiento - Activación de los componentes del aire acondicionado

 Desarrollo del funcionamiento - Función de antihielo

 Desarrollo del funcionamiento - Secado del evaporador

 Desarrollo del funcionamiento - Circuito de calefacción

Desarrollo del funcionamiento del registro y la evaluación de las señales

Se registran y evalúan las siguientes señales:

 Temperatura exterior

 Temperatura del espacio interior

 Temperatura y humedad en el parabrisas

 Temperatura del líquido refrigerante

 Temperatura del evaporador

 Presión del agente frigorígeno

 Irradiación solar

 Velocidad del vehículo

 Estado de puertas

Temperatura exterior

La unidad de control SAM (N10) lee directamente la señal del sensor de la temperatura exterior (B14), calcula la temperatura exterior y la envía a la unidad de control y mando de la climatización automática. La unidad de control y mando del climatizador automático necesita este valor para alcanzar la temperatura deseada en el espacio interior mediante la correspondiente regulación de las compuertas de aire mezclado.

 Estando el vehículo parado, la temperatura medida puede diferir notablemente de la temperatura exterior. Por ello, la temperatura exterior se incluye en la regulación solo si la velocidad del vehículo es durante mínimo 30 segundos  30 km/h. A velocidades < 30 km/h y al desconectar y conectar el encendido se utiliza el último valor de temperatura medido.

Temperatura del espacio interior

La temperatura del espacio interior es registrada por el sensor de temperatura del espacio interior (B10/4) y leída directamente por la unidad de control SAM. La unidad de control y mando de la climatización automática envía un requerimiento al regulador electrónico del soplador (N29). A continuación, el servomotor de la compuerta de aire exterior/aire interior circulante y los servomotores de la compuerta de mezcla de aire activan y aspiran el aire del espacio interior del vehículo para la medición de temperatura.

Temperatura y humedad en el parabrisas

La temperatura y la humedad relativa del aire (temperatura de punto de rocío) en el lado interior del parabrisas es registrada por el sensor de lluvia y luminosidad (B38/2).

El sensor de lluvia y luminosidad envía la señal a la unidad de control SAM. La unidad de control SAM calcula la temperatura de punto de rocío y envía la señal a la unidad de control y mando de la climatización automática. A partir de la temperatura de punto de rocío, la unidad de control y mando de la climatización automática calcula la humedad relativa del aire y la temperatura del lado interior del parabrisas.

De este modo se puede detectar un empañamiento del parabrisas o, en caso de riesgo inminente de empañamiento del parabrisas, se toman las medidas correctoras correspondientes como, p. ej. la conexión adicional del compresor de agente frigorígeno eléctrico.

Temperatura del líquido refrigerante

La temperatura del líquido refrigerante del circuito de baja temperatura 2 es registrada por el sensor de temperatura del circuito de líquido refrigerante de baja temperatura 2 (B11/7). La señal es leída directamente y evaluada por la unidad de control de la cadena cinemática. La unidad de control de la cadena cinemática envía la señal "temperatura del líquido refrigerante" a la unidad de control y mando de la climatización automática. El valor se utiliza para el control de las compuertas de mezcla de aire y para la activación del compresor eléctrico de agente frigorígeno.

Temperatura del evaporador

Para evitar que el evaporador se hiele, el sensor de temperatura del evaporador (B10/6) registra la temperatura del evaporador. Las señales del sensor de la temperatura del evaporador son leídas directamente por la unidad de control SAM. Si la temperatura del evaporador baja hasta aprox. 2 °C, se desconecta el compresor eléctrico de agente frigorígeno.

Presión del agente frigorígeno

La presión del agente frigorígeno se registra mediante el sensor de presión y temperatura del radiador (B161/1) y mediante el sensor de presión y temperatura del condensador (B161/2). Las señales de los sensores de presión son transmitidas a través de la unidad de control SAM a la unidad de control y mando de la climatización automática. La presión se compara con una curva de presión-temperatura almacenada.

Con una presión del agente frigorígeno < 0,8 bar y > 30 bar se desconecta o no se conecta el compresor de agente frigorígeno eléctrico.

Con una presión del agente frigorígeno de entre 0,8 y 30 bar, el compresor de agente frigorígeno eléctrico se conecta de nuevo.

Irradiación solar

El ángulo de incidencia y la intensidad de la radiación solar en el vehículo son registrados por el sensor de lluvia y luminosidad (B38/2). La unidad de control SAM lee la señal, la evalúa y envía la señal a la unidad de control y mando de la climatización automática. Si la radiación solar solamente incide sobre un lado del vehículo, se ajusta automáticamente una diferencia térmica adecuada entre la temperatura nominal reguladora en los lados derecho e izquierdo.

Velocidad del vehículo

La velocidad del vehículo es enviada por la unidad de control ESP® (N30/4) a la unidad de control y mando de la climatización automática. La velocidad del vehículo sirve a la regulación para el cálculo interno de la temperatura exterior, p. ej. en servicio estacionario.

Estado de puertas

El estado de la correspondiente puerta es determinado por las siguientes unidades de control:

 Unidad de control de la puerta del conductor (N69/1)

 Unidad de control de la puerta del acompañante (N69/2)

La respectiva unidad de control envía el estado a la unidad de control y mando de la climatización automática. Con la puerta abierta, la unidad de control y mando de la climatización automática mantiene la velocidad actual del soplador a fin de evitar un reajuste innecesario en caso de diferencias grandes de temperatura entre el aire del interior y el del exterior.

Desarrollo del funcionamiento - Activación de los componentes del aire acondicionado

El desarrollo de funcionamiento - Activación de los componentes del aire acondicionado comprende las siguientes subfunciones:

 Activación de los servomotores del soplador

 Activación de las trampillas de la conducción de aire

 Activación del compresor eléctrico de agente frigorígeno

 Activación de la unidad de control calefactor PTC alto voltaje

 Activación de la bomba de circulación

Activación de los servomotores del soplador

La ventilación se consigue mediante el servomotor de la compuerta de aire exterior/aire interior circulante y los servomotores de la compuerta de mezcla de aire. La unidad de control y mando de la climatización automática transmite el requerimiento al regulador electrónico del soplador.

 El regulador electrónico del soplador desconecta los servomotores en caso de accidente (señal de impacto enviada).

Activación de las trampillas de la conducción de aire

Mediante el ajuste de las compuertas conductoras de aire en la caja del climatizador se controla la distribución de aire en el espacio interior del vehículo.

Activación del compresor eléctrico de agente frigorígeno

El compresor eléctrico de agente frigorígeno se encarga de aspirar y comprimir el agente frigorígeno.

La unidad de control y mando de la climatización automática activa el compresor eléctrico de agente frigorígeno.

 El compresor eléctrico de agente frigorígeno se desconecta en caso de accidente a través del circuito interlock.

Activación de la unidad de control calefactor PTC alto voltaje

La unidad de control del calefactor PTC de alto voltaje (N33/16) es conectada en caso necesario por la unidad de control y mando de la climatización automática.

 La unidad de control calefactor PTC alto voltaje se desconecta en caso de accidente.

Activación de la bomba de circulación

El líquido refrigerante calentado es conducido a través del intercambiador de calor de la calefacción, donde se entrega el calor al aire que pasa por él.

Adicionalmente se activa la bomba de circulación (M13/4) para garantizar que el caudal sea suficiente para calentar el aire de paso. La bomba de circulación es activada por la unidad de control y mando de la climatización automática.

Desarrollo del funcionamiento - Función de antihielo

Al accionar la tecla antihielo (N22/2s7) se cierran todas las compuertas de aire, salvo las compuertas de descongelación y la compuerta de aire exterior/aire interior circulante. Éstas se abren por completo. Las compuertas antihielo son ajustadas de manera que la corriente máxima de aire es dirigida al parabrisas y a los cristales laterales delanteros. Las compuertas de aire mezclado se ajustan a entrada total de aire caliente.

La unidad de control y mando de la climatización automática activa el servomotor de la compuerta de aire exterior/aire interior circulante y los servomotores de la compuerta de mezcla de aire de forma que se garantiza un modo de descongelación óptimo en función de la temperatura del aire de salida de los difusores.

El compresor eléctrico de agente frigorígeno se conecta para garantizar el secado del aire expulsado por el difusor. El aire es secado y a continuación se calienta al máximo.

Condición previa adicional para el funcionamiento del secado del evaporador

 El aire acondicionado estuvo activo por lo menos una vez durante el último ciclo de activación.

 Temperatura exterior > 20 °C

 Las puertas están cerradas

 Kilometraje > 250 km

Desarrollo del funcionamiento - Secado del evaporador

Para contrarrestar olores del evaporador en el espacio interior del vehículo y el empañamiento de los cristales al entrar en funcionamiento el aire acondicionado o la climatización, se lleva a cabo un secado del evaporador.

Tras parar el vehículo eléctrico se activa en el cuadro de instrumentos (A1) un contador de tiempo. El estado "Propulsión eléctrica READY" es enviado por la unidad de control de la cadena cinemática al cuadro de instrumentos.

Después de un tiempo de espera de una hora, el cuadro de instrumentos envía el requerimiento de secado del evaporador a la unidad de control y mando de la climatización automática, la cual inicia el proceso de secado del evaporador.

La unidad de control y mando de la climatización automática envía un requerimiento al regulador electrónico del soplador. El regulador electrónico del soplador activa durante 30 minutos el servomotor de la compuerta de aire exterior/aire interior circulante y los servomotores de la compuerta de mezcla de aire a la velocidad mínima. Gracias al aire suministrado se reduce la humedad residual del evaporador.

Desarrollo del funcionamiento - Circuito de calefacción

El líquido refrigerante circula en el circuito de calefacción, impulsado por la bomba de circulación. En este proceso, absorbe, según el caso de funcionamiento, el calor de la unidad de control del calefactor PTC de alto voltaje o de las baterías de alto voltaje.

El líquido refrigerante calentado es conducido, entre  otros, a través del intercambiador de calor de la calefacción, donde se entrega el calor al aire que pasa por él.

La válvula de conmutación de prevención de condensado (Y16/9) regula, si es activada por la unidad de control y mando de la climatización automática, el flujo de líquido refrigerante hacia el intercambiador de calor de la calefacción o hacia el circuito de baja temperatura 2 (circuito de líquido refrigerante de las baterías de alto voltaje) y el intercambiador de calor de la calefacción.