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Generalidades

El concepto híbrido de la Clase C combina las ventajas de un motor de combustión interna de bajo consumo con los de una máquina eléctrica compacta. Mediante la modularización del sistema híbrido, se ha logrado desarrollar un innovador concepto híbrido. Éste no sólo satisface las exigencias de un vehículo Mercedes-Benz en cuanto a confort, seguridad y tecnología, sino establece nuevas bases también en el consumo y las emisiones. Ilimitados son igualmente el confort de climatización y el confort de dirección mediante el compresor de agente frigorígeno eléctrico y la servodirección eléctrica. Esta medida hace posible, que ambos sistemas se puedan operar también durante la inactividad del motor de combustión interna. En el C 300 BlueTEC HYBRID se ha montado junto al alternador de 12 V también un arrancador.

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Sistema híbrido

El sistema híbrido comprende el control del motor de combustión interna, de la unidad de control de la electrónica de potencia con la máquina eléctrica y del sistema de alto voltaje con la unidad de control del sistema de gestión de batería. La unidad de control maestra es en este caso la unidad de control del motor, la cual contiene la estrategia de funcionamiento y el coordinador de grupos, y con ello coordina todos los pares de giro en el sistema híbrido con el objetivo de alcanzar las pérdidas del sistema más bajas y con ello el consumo de combustible más bajo. La unidad de control del cadena cinemática contiene la gestión de energía de alto voltaje y coordina todos los flujos de energía en el sistema híbrido. La unidad de control del motor sirve como interfaz (gateway) entre los tres sistemas de bus CAN híbrido, de accionamiento y CAN del motor y forman un conjunto en el CAN con los componentes:

 Unidad de control de la electrónica de potencia

 Unidad de control del sistema de gestión de batería

 Unidad de control, mando del cambio integrado totalmente

 Unidad de control, programa electrónico de estabilidad

 Unidad de control cadena cinemática

Los componentes del sistema híbrido cumplen, entre otras, con las funciones siguientes:

La unidad de control del motor es la responsable del control del motor de combustión interna, del cálculo del par de giro nominal del eje por la priorización de los requerimientos de par externos y de su realización. Para generar el par de accionamiento se utiliza sólo el motor de combustión interna (servicio de marcha convencional), sólo la máquina eléctrica (servicio de marcha eléctrica) o la máquina eléctrica en combinación con el motor de combustión interna (servicio de marcha híbrido). La máquina eléctrica genera un par de giro motórico con la función Boost o funciona como alternador durante la recuperación.

La unidad de control de la electrónica de potencia controla y regula la máquina eléctrica. Transforma la tensión alterna de tres fases producida por la máquina eléctrica en una tensión continua de 126 voltios y viceversa. En el módulo de la electrónica de potencia viene integrado un convertidor CC/CC como convertidor de tensión continua bidireccional que genera tensión continúa alta y baja y la transporta entre el sistema de alto voltaje y la red de a bordo de 12 V.

La unidad de control del sistema de gestión de batería vigila la batería de alto voltaje, integrada en el módulo de la batería de alto voltaje, que sirve de acumulador de energía para la tensión continua de 126 voltios. Para cargar la batería de alto voltaje, el motor de combustión interna propulsa la máquina eléctrica que genera tensión alterna como alternador. Esta tensión es transformada en tensión continua de 126 voltios por la electrónica de potencia. Para recuperar energía cinética o generar el par de frenado solicitado, se activa la máquina eléctrica como alternador y transforma la energía cinética en energía eléctrica, la cual se acumula.

La unidad de control del "mando del cambio integrado totalmente" se hace responsable de la vigilancia y mando del cambio automático.

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Cambio híbrido

El C 300 BlueTEC HYBRID está equipado con un cambio automático de 7 marchas (7G-TRONIC), que se ha adaptado para la propulsión híbrida. El cambio se subdivide en los siguientes grupos de construcción:

 Embrague húmedo con amortiguador de torsión

 Máquina eléctrica

 Bomba de aceite (bomba primaria) para la generación de la presión de aceite necesaria y para la lubricación segura de los elementos de mando y de los puntos de apoyo

 – Bomba eléctrica de aceite del cambio adicional para generar la presión de aceite necesaria y para la lubricación segura de los elementos de mando y de los puntos de apoyo en caso de servicio de marcha eléctrico

 Refrigeración del aceite para una evacuación optimizada del calor a corto plazo

 Caja del cambio con el mecanismo del cambio (engranajes planetarios, mecanismo de bloqueo de aparcamiento, embragues de discos múltiples y frenos de discos múltiples)

 Unidad de regulación eléctrica con accionamiento electrohidráulico de bloqueo de aparcamiento integrado

Sistema de frenos

El sistema de frenos es un sistema hidráulico de frenos de dos circuitos con regulación de frenos ADAPTIVE BRAKE de serie.

El C 300 BlueTEC HYBRID tiene un sistema de frenos con la regulación de frenos sistema de frenos de recuperación (RBS). El RBS es un sistema modular de regulación de frenos y dinámica de marcha (en caso de avería se desconectan sólo las funciones afectadas). Este sistema es un perfeccionamiento del programa electrónico de estabilidad (ESP®) y contiene, entre otras, las funciones del ESP® y del frenado recuperativo . El frenado recuperativo es el par de frenado divisible a voluntad por medio de software. En función del estado del vehículo, la unidad de control ESP® divide el par de frenado total requerido por el conductor en una parte recuperativa (a realizar por la cadena cinemática) y en una parte hidráulica (a realizar por medio del freno de rueda) y requiere la parte recuperativa de la unidad de control del motor. La parte de frenado recuperativa es siempre la recuperación de la energía de la energía de frenado. En los vehículos híbridos se modificó el sistema Premium ESP de tal manera, de que el sistema de frenos de recuperación, funcionando en servicio correcto, bloquea la unión hidráulica entre el cilindro principal de freno y el circuito de freno del eje trasero por medio de una válvula de desconexión incorporada en el sistema ESP. Quiere decir, el eje trasero se puede frenar o por medio del alternador eléctrico o la unidad hidráulica. El tubo flexible de aspiración adicional representado en amarillo sirve para la alimentación de líquido de frenos para el establecimiento autónomo de presión del sistema ESP en el eje trasero. En el caso de la sustitución de la unidad hidráulica o del cilindro principal de freno, este tubo flexible debe ventilarse con la ayuda del sistema de diagnóstico XENTRY Diagnostics.

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Dispositivos de seguridad de alto voltaje en el vehículo

Desconexión de tensión: Antes de realizar medidas de reparación, tras un accidente o para poder realizar trabajos de servicio sin peligro de descarga de corriente, debe realizarse una desconexión de tensión de la red de a bordo de alto voltaje con el sistema de diagnóstico XENTRY Diagnostics. La reconexión no autorizada de la red de a bordo de alto voltaje se evita mediante la aplicación de un candado de estribo corriente en el comercio en el dispositivo de desconexión de alto voltaje.

 La desconexión de tensión sólo debe ser realizada por personal debidamente capacitado.

Circuito interlock: El circuito interlock sirve para la protección de personas contra contacto accidental de piezas conductoras de tensión activas. Una señal interlock de 12 V/88 Hz se conecta en bucle al efecto a través de todos los componentes del sistema de alto voltaje que se pueden desmontar o que se deban abrir. A tal efecto se encuentra un puente de contacto en cada conexión de enchufe de alto voltaje desmontable, el cual interrumpe el circuito interlock cada vez que se desmonta la conexión de enchufe de alto voltaje. Adicionalmente, el circuito de seguridad se dirige en una conexión en serie a través de las conexiones de enchufe para las unidades de control de 12 V de los componentes de alto voltaje. Al retirar una conexión de enchufe de una unidad de control, se interrumpe por medio de los contactos de entrada y salida el circuito interlock. La interrupción del circuito interlock origina la apertura de los contactores en el módulo de la batería de alto voltaje y un apagón de la red de a bordo de alto voltaje, en especial la desconexión y descarga de la unidad de control de la electrónica de potencia.

Separación galvánica:

 La red de a bordo de alto voltaje está aislada tanto con respecto a la carrocería del vehículo como también con respecto a la red de a bordo de 12 V.

Conexión equipotencial:

 Todas las cajas de los componentes de alto voltaje se conectan a través de cables de conexión equipotencial separados a la masa de la carrocería.

 El apantallado de los cables de alto voltaje también está conectado a la masa de la carrocería.

Vigilancia de la resistencia de aislamiento: las averías se indican en el cuadro de instrumentos.

 Se detectan las averías de aislamiento en la red de a bordo de alto voltaje completa.

 Desconexión de la red de a bordo de alto voltaje en caso de cortocircuito: desconexión escalonada en caso de cortocircuito a través de software y fusible

Protección ante peligros de la corriente eléctrica:

 Protección contra contacto directo de componentes de alto voltaje.

 Identificación de color (cables de color naranja) de componentes, que presentan alta tensión durante el servicio.

 Indicación de advertencia en componente de alto voltaje.

La desconexión de la red de a bordo de alto voltaje en caso de un accidente, tiene lugar mediante el disparo del elemento divisor pirotécnico, que es activado por la unidad de control del sistema de retención de seguridad con detección de choque:

 Separación multipolar de las fuentes de energía y acumuladores

 Desactivación del servicio en modo de alternador (tanto de la máquina eléctrica como también del convertidor CC/CC).

 Descarga de los condensadores del circuito intermedio hasta por debajo de un margen de tensión peligroso

Descarga activa:

 Aseguramiento de la protección contra tensión residual mediante descarga de los condensadores del circuito intermedio hasta por debajo de un margen de tensión peligroso

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Estado de carga de la batería de alto voltaje (SOC)

El cálculo del estado de carga de la batería de alto voltaje, del llamado valor SOC (State of Charge), tiene lugar sobre la base de los datos de tensión, flujos de corriente y temperatura de la batería de alto voltaje, así como los flujos de corriente de los consumidores conectados de la red de a bordo de alto voltaje transmitidos por la unidad de control del sistema de gestión de batería y unidad de control de la electrónica de potencia, vía conjunto CAN. La unidad de control cadena cinemática calcula en base a ello el valor SOC y el resultado en forma de un valor de porcentaje (0 hasta 100 %) lo pone a disposición de otras unidades de control que están integradas en el conjunto CAN.

Proceso de apoyo de la red de a bordo de alto voltaje (modo Boost)

Si la capacidad de la batería de alto voltaje es muy baja al arrancar el sistema híbrido (inferior al SOC (State of Charge)), sin embargo el estado de carga de la batería de la red de a bordo (G1) es muy bueno o si está conectada una alimentación de tensión externa, se puede garantizar la capacidad de arranque por medio de una transferencia de energía de la red de a bordo de 12 V a la red de a bordo de alto voltaje.

Intercambio de energía entre la red de alto voltaje y la red de a bordo de 12 V

El módulo gestión de energía en la unidad de control cadena cinemática activa, junto a los flujos de energía en la red de a bordo de alto voltaje, también la conversión de tensión y el intercambio de energía desde y hacia la red de a bordo de 12 V. Para ello, la unidad de control cadena cinemática se comunica con la unidad de control de la electrónica de potencia, vía conjunto CAN, y con el alternador, vía unidad de control CDI.

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