D08.00-A009-79
Composants haute tension |
A9/6 | Compresseur frigorifique électrique | G1/34 | Batterie haute tension 4 (avec code E4T (batterie haute tension (47 kWh))) | |
A79/1 | Moteur-alternateur 1 | G10 | Prise du véhicule charge avec du courant continu/charge avec du courant alternatif | |
A79/3 | Calculateur électronique de puissance | N24/6 | Unité de raccordement de charge à courant continu | |
A123 | Distributeur d'énergie haute tension 1 | N33/16 | Calculateur chauffage PTC haute tension | |
A123/1 | Distributeur d'énergie haute tension 2 | N33/17 | Calculateur chauffage de batterie | |
G1/31 | Batterie haute tension 1 | N83/3 | Calculateur convertisseur DC/DC | |
G1/32 | Batterie haute tension 2 | N83/15 | Chargeur à courant alternatif pour batterie haute tension | |
G1/33 | Batterie haute tension 3 |
Condition de fonctionnement de la propulsion électrique - Généralités
Borne 15 SOUS TENSION
Description du fonctionnement, entraînement électrique - Généralités
La propulsion électrique est composée de la chaîne cinématique électrique, à laquelle appartiennent le moteur-alternateur 1 (A79/1), la boîte de vitesses et le calculateur électronique de puissance (A79/3).
Le moteur-alternateur 1 peut être utilisé comme moteur pour l'entraînement ou comme alternateur pour la récupération. La vitesse de rotation du moteur-alternateur 1 est enregistrée par le capteur de régime gauche du moteur-alternateur (L6/5) et le capteur de régime droit du moteur-alternateur (L6/6).
Le moteur-alternateur 1 est alimenté par trois batteries haute tension. Une quatrième batterie haute tension (avec code E4T (batterie haute tension (47 kWh))) est disponible en option, permettant ainsi d'augmenter la capacité de la batterie et donc l'autonomie. Le calculateur électronique de puissance avec onduleur intégré transforme la tension continue des batteries haute tension en tension alternative pour alimenter le moteur-alternateur.
La gestion de la traction et de l'énergie est assurée par le calculateur chaîne cinématique (N127). Celui-ci analyse, entre autres choses, directement le signal du module de pédale d'accélérateur (A68). Les autres données pertinentes pour le pilotage du véhicule (p. ex. rapport engagé) sont enregistrées via le FlexRay train de roulement (Flex E).
À partir de ces données, le calculateur chaîne cinématique calcule la puissance nécessaire à la propulsion électrique et la demande via le CAN propulsion électrique (CAN ED) auprès du calculateur électronique de puissance. Le calculateur électronique de puissance commande le moteur-alternateur 1 à tension alternative triphasée via l’onduleur intégré et surveille la température et le couple d'entraînement produit. Le moteur-alternateur transfère le couple d'entraînement via la boîte de vitesses à démultiplication fixe aux arbres de transmission et aux roues avant.
Le moteur-alternateur 1 se procure l'énergie nécessaire au moteur via le réseau de bord haute tension des batteries haute tension. Le chargement des batteries haute tension s'effectue pendant la conduite en poussée, lorsque le moteur-alternateur 1 fonctionne en mode alternateur, ou de manière stationnaire par le branchement à une source de courant externe.
Pour éviter toute surchauffe de la propulsion électrique, le moteur-alternateur 1 et le calculateur électronique de puissance sont refroidis.
Le conducteur reçoit des informations sur le flux d'énergie et sur l'état de charge des batteries haute tension via l'écran multifonction (A1p13) sur le combiné d'instruments (A1).
La description fonctionnelle de l'entraînement électrique s'articule ainsi :
MARCHE
Sens de marche
Moteur-alternateur
Boîte de vitesses
Récupération de l'énergie au freinage
Réseau de bord haute tension avec batteries haute tension
Réseau de bord 12 V avec batterie du réseau de bord
Appui réseau de bord
Prise du véhicule
Connexion et déconnexion du réseau de bord haute tension
GESTION THERMIQUE
Limitation de puissance
MARCHE
Pendant la marche, l'énergie électrique provenant des batteries haute tension est transformée en énergie d'entraînement mécanique. Le moteur-alternateur 1 fonctionne en mode moteur. Pour cela, la tension continue haute tension provenant des batteries haute tension est amenée au calculateur électronique de puissance via des câbles électriques et par le distributeur d'énergie haute tension 2 (A123/1).
Dans le calculateur électronique de puissance, la haute tension continue est convertie en une tension alternative triphasée dans l'onduleur intégré et est amenée au moteur-alternateur 1. Le calculateur électronique analyse en permanence la position, le régime et la température du moteur-alternateur 1 via les capteurs de régime (L6/5, L6/6) et le capteur de température du moteur-alternateur (B94/2).
Le calculateur électronique de puissance surveille aussi le statut de l'onduleur et le transmet au calculateur chaîne cinématique. À partir de ces données, le calculateur chaîne cinématique réalise des prévisions sur la performance du moteur électrique. Sur la base de ces prévisions, le calculateur chaîne cinématique demande la puissance requise auprès du calculateur électronique de puissance.
En fonction des prévisions de puissance, le calculateur électronique de puissance régule, via l'onduleur, la fréquence et l'amplitude de la tension alternative et donc directement le couple d'entraînement produit.
Sens de marche
Le sens de marche est imposé par le conducteur lorsqu'il sélectionne le rapport avec le levier sélecteur DIRECT SELECT(S16/13). Le calculateur module de jupe de direction (MRM) (N80) détecte les positions du levier sélecteur, les analyse et envoie des signaux correspondants au calculateur chaîne cinématique.
Le calculateur chaîne cinématique demande le sens de marche correspondant à la position du levier sélecteur au calculateur électronique de puissance. Le calculateur électronique de puissance commande le moteur-alternateur 1 à tension alternative triphasée via l’onduleur intégré.
Lorsque le levier sélecteur est sur la position "R", la marche arrière est obtenue par inversion du sens de rotation du moteur-alternateur 1.
Le sens de la marche actuel s’affiche sur l’écran multifonction.
Le rapport "N" n’est pas réalisé par l’ouverture d’un embrayage, mais simulé au moyen d’une commande correspondante du moteur-alternateur 1.
Moteur-alternateur
Le moteur-alternateur 1 se trouve à l'avant du véhicule dans le compartiment moteur et est monté ensemble avec la boîte de vitesses perpendiculairement au sens de la marche. Le moteur-alternateur 1 est un moteur à courant alternatif triphasé et peut être utilisé comme moteur ou alternateur. Lors de la marche, de l'énergie de rotation mécanique pour l'entraînement du véhicule à partir d'énergie électrique. Lors du freinage de récupération, de l'énergie électrique est générée à partir d'énergie mécanique. L'alimentation en tension ou la récupération d'énergie est réalisée par l'onduleur intégré au calculateur électronique de puissance (A79/3).
Boîte de vitesses
La boîte de vitesses est directement montée sur le moteur-alternateur 1. Les deux arbres d'entraînement sont directement intégrés au différentiel de l'entraînement électrique.
La boîte de vitesses est conçue comme une boîte de vitesses à deux rapports avec différentiel à pignon conique intégré pour réduire le régime du moteur-alternateur 1 et augmenter le couple pour l'entraînement des roues.
Il ne s'agit pas d'une boîte de vitesses dotées de plusieurs rapports de marche avant. La boîte présente un rapport de démultiplication fixe de i = 13,205. De ce fait, il n'y a qu'un rapport de marche avant et un rapport de marche arrière. La marche avant et la marche arrière sont activées par l'onduleur du moteur-alternateur 1. De par cette particularité technique, la traction est plus puissante et l'accélération est confortable sans interruption de la force de traction.
Il s'agit d'un concept de boîte automatique classique, avec les positions de levier sélecteur "P", "R", "N" et "D". Le rapport sélectionné est affiché sur l'écran multifonction du combiné d'instruments. En position parking "P", le verrou de stationnement est automatiquement enclenché. Ce verrou de stationnement empêche un déplacement involontaire du véhicule mais ne saurait remplacer le frein de stationnement.
Récupération de l'énergie au freinage
Le terme « récupération » désigne la récupération de l'énergie. En poussée, le véhicule entraîne le moteur-alternateur 1. Vu l'absence d'embrayage, la liaison cinétique est toujours présente dans la chaîne cinématique. Si la pédale d'accélérateur n'est pas actionnée lorsque le véhicule roule, soit le mode croisière est activé, soit le moteur-alternateur 1 absorbe l'énergie cinétique pour la convertir en énergie électrique (récupération). L'énergie gagnée en poussée est injectée dans le réseau de bord haute tension par l'onduleur intégré dans le calculateur électronique de puissance.
Des informations complémentaires sont contenues dans la description de fonctionnement séparée "Fonctionnement récupération" ("Rekuperation Funktion").
Réseau de bord haute tension avec batteries haute tension
Selon l'équipement, 3 ou 4 batteries haute tension performantes sont utilisées ; celles-ci sont agencées dans le soubassement du véhicule. Les batteries haute tension permettent des trajets entièrement électriques.
Pour la charge externe, le véhicule est raccordé à une prise 230 V, une borne de charge ou une borne de recharge publique. La charge s'effectue par le biais du chargeur de courant alternatif pour batterie haute tension (N83/15) du véhicule ou de l'unité de connexion de charge pour courant continu (N24/6).
En mode de poussée et au freinage, la charge s'effectue par récupération. Le moteur-alternateur 1 fonctionne alors comme alternateur.
Réseau de bord 12 V avec batterie du réseau de bord
Tous les consommateurs 12 V et calculateurs utilisés du réseau de bord 12 V sont alimentés par la batterie du réseau de bord (G1). Le réseau de bord 12 V est, lui, alimenté en énergie par le réseau de bord haute tension à l'aide du calculateur convertisseur DC/DC. Ce faisant, le calculateur convertisseur DC/DC produit une tension continue 12 V à partir de la tension continue haute tension du réseau de bord haute tension et charge la batterie du réseau de bord.
Appui réseau de bord
L'appui réseau de bord garantit que la batterie du réseau de bord (G1) (réseau de bord 12 V) est toujours chargée. Dès que l'état de charge de la batterie du réseau de bord descend en dessous d'une valeur de seuil, elle est rechargée par le calculateur convertisseur DC/DC.
Des informations complémentaires sont contenues dans la description de fonctionnement séparée "Fonctionnement du réseau de bord haute tension" ("Hochvolt-Bordnetz Funktion").
Prise du véhicule
La prise du véhicule pour charge avec du courant continu/charge avec du courant alternatif (G10) assure le raccordement électrique avec le câble de charge. Pendant le processus de charge, la fiche de câble de charge est verrouillée par un servomoteur.
Connexion et déconnexion du réseau de bord haute tension
En fonction de la situation de fonctionnement, p. ex. Charge, Service ou Accident, le réseau de bord haute tension peut ou doit être connecté ou déconnecté.
Des informations complémentaires sont contenues dans la description de fonctionnement séparée "Fonctionnement du réseau de bord haute tension" ("Hochvolt-Bordnetz Funktion").
GESTION THERMIQUE
Pour le refroidissement et la régulation de température des batteries haute tension et pour le refroidissement du moteur-alternateur 1 et des composants haute tension, le véhicule électrique est équipé d'un dispositif de gestion thermique. Ce dispositif de gestion thermique régule aussi la climatisation de l'habitacle.
Le dispositif de gestion thermique contrôle automatiquement la température de la cabine, des batteries haute tension et des composants électriques après le démarrage du véhicule.
Des informations détaillées concernant la gestion thermique sont contenues dans la description du fonctionnement séparée "Fonctionnement du refroidissement du réseau de bord haute tension" ("Kühlung Hochvolt-Bordnetz Funktion").
Des informations détaillées concernant le chauffage de la batterie haute tension sont contenues dans la description de fonctionnement séparée "Fonctionnement du réseau de bord haute tension" ("Hochvolt-Bordnetz Funktion").
Des informations détaillées concernant la climatisation sont contenues dans la description de fonctionnement séparée "Fonctionnement climatisation véhicule électrique" ("Klimatisierung Elektrofahrzeug Funktion").
Limitation de puissance
Afin de protéger les composants concernés de toute surcharge, la puissance de la propulsion électrique est réduite dans certains cas de fonctionnement. L'entraînement électrique limite le couple réel ou réduit la puissance maximale possible et la vitesse dans les conditions suivantes:
Faible état de charge des batteries haute tension (message affiché dans le combiné d'instruments)
Défaillance partielle du système haute tension (batterie haute tension défectueuse, par ex.)
Température trop élevée ou trop faible des batteries haute tension
Consommation des batteries haute tension trop élevée
La puissance disponible de la propulsion électrique est représentée sur le combiné d'instruments (KI) via l'écran multifonction.
Documents référencés
- gf0800d9999te Vue d'ensemble des composants du système - Véhicule électrique