Gestion de l'énergie du système haute tension - Fonctionnement

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Gestion d'énergie du réseau de bord haute tension - Généralités

La gestion de l'énergie du réseau de bord haute tension gère l'approvisionnement (alimentation) et la consommation (domestique) de l'énergie électrique. L'objectif est une consommation d'énergie plus faible et une opération de charge optimale.

Le réseau de bord 12 V est alimenté via le calculateur convertisseur DC/DC (N83/3), qui fonctionne ici comme l'alternateur d'un véhicule à moteur thermique conventionnel.

La fonction de gestion de l'énergie est intégrée au calculateur chaîne cinématique (N127).

Les composants suivants sont les principaux acteurs de la gestion d'énergie réseau de bord haute tension :

 Moteur-alternateur

 Batteries haute tension

 Calculateur système de gestion de batterie

 Chargeur à courant alternatif pour batterie haute tension

 Calculateur chaîne cinématique

 Calculateur moteur-alternateur

 Prise alimentation 230 V

La gestion de l'énergie comprend notamment les fonctions suivantes:

 Appui réseau de bord

 Connexion et déconnexion du réseau de bord haute tension

 Circuit interlock

 Surveillance de l'isolation

 Distribution d'énergie

 Programmes de conduite "C", "E", "E+"

Appui réseau de bord

Tous les calculateurs utilisés sont alimentés par la batterie (G1) du réseau de bord 12 V. La batterie du réseau de bord est située dans le caisson du siège passager. Lorsque le véhicule est à l'arrêt et que le contact est coupé, tous les consommateurs sont alimentés par la batterie du réseau de bord.

L'assistance du réseau de bord assure la charge permanente de la batterie du réseau de bord. Si l'état de charge de la batterie du réseau de bord ou la température extérieure passe sous une valeur seuil pendant la conduite, la batterie est rechargée via le calculateur convertisseur DC/DC (N83/3). Le calculateur convertisseur DC/DC transforme la haute tension du réseau de bord haute tension pour qu'il corresponde au niveau de tension du réseau de bord 12 V afin d'alimenter les consommateurs 12 V et charger la batterie du réseau de bord. À cet effet, le calculateur convertisseur CC/CC reçoit une valeur de consigne de tension par le calculateur module de saisie des signaux et de commande (SAM) (N10/1) pour le réseau de bord 12 V.

Une fois que le contact est mis, la tension de la batterie du réseau de bord est vérifiée et la batterie est chargée ou assistée par les batteries haute tension (G1/18, G1/27, G1/28) via le calculateur convertisseur DC/DC. Les consommateurs du réseau de bord 12 V restent alimentés par la batterie du réseau de bord.

Lorsque l'état de charge de la batterie du réseau de bord ou la température extérieure passent sous une valeur seuil précise pendant la marche, le réseau de bord haute tension est activé afin d'assister et éventuellement de charger le réseau de bord 12 V et la batterie du réseau de bord.

Le raccordement du câble de charge à la prise d'alimentation 230 V (X58/23) et au réseau électrique privé (prise domestique fixe) ou à un réseau électrique public (borne de recharge) permet la recharge externe des batteries haute tension.

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. La sortie haute tension des batteries haute tension peut à cet effet être déconnectée du réseau de bord haute tension par des disjoncteurs pilotés par le calculateur chaîne cinématique.

En cas d'accident, un système de sécurité évalue la gravité de la collision et décide si le réseau de bord haute tension doit être coupé de manière réversible ou irréversible.

 Réversible : petits dégâts insignifiants sans déclenchement d'airbag ou répercussions sur le réseau de bord haute tension. La mémoire intermédiaire haute tension est déchargée en l'espace de quelques secondes. Le véhicule peut ensuite être redémarré en mettant le contact.

 Irréversible : l'alimentation en tension des disjoncteurs est coupée par un élément pyrotechnique. La mémoire intermédiaire haute tension est déchargée en l'espace de quelques secondes. Le conducteur ne peut pas redémarrer le véhicule.

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Déconnexion manuelle de la tension du réseau de bord haute tension

Il y a deux dispositifs de coupure haute tension :

 Dispositif de coupure haute tension (connecteur de coupure de maintenance) :

Le dispositif de coupure haute tension (S7) dans le compartiment moteur permet à l'atelier de déconnecter le véhicule.

Il est monté en série dans la ligne de charge du disjoncteur et peut être démonté si des travaux de maintenance sont nécessaires. Le dispositif de coupure haute tension se trouve sur le support de module (3), dans le coin avant droit du compartiment moteur.

 Dispositif de coupure haute tension alternatif pour un cas d'urgence (coupure pour sauvetage) :

Le dispositif de coupure haute tension alternatif se trouve dans le caisson de siège du siège passager. Il est indiqué par une plaque d'information (2). Le câble électrique doit être coupé au niveau du point de sectionnement marqué. Le câble électrique ne se trouve pas dans le réseau de bord haute tension.

Grâce au point de coupure standardisé pour le sauvetage, les secouristes peuvent couper de manière irréversible le réseau de bord haute tension lors d'une intervention de sauvetage et de dégagement.

 Le dispositif de coupure haute tension alternatif ne doit être actionné que lorsque le dispositif de coupure haute tension (connecteur de coupure de maintenance) situé dans le compartiment moteur ne peut pas être actionné, car cette action est irréversible.

 Deux autocollants spéciaux portant un code QR® servant de lien vers la fiche de désincarcération sont prévus pour les services de secours. Ils se trouvent à l'intérieur du couvercle de la prise du véhicule ainsi que sur le montant B (côté passager). Ils indiquent la position des composants du réseau de bord haute tension ainsi que des éléments et dispositifs de coupure pyrotechniques.

Circuit interlock

Si le circuit interlock est interrompu, p. ex. suite au débranchement d'un connecteur, les disjoncteurs des batteries haute tension s'ouvrent sous l'effet de la coupure de l'alimentation en tension. L'ouverture des disjoncteurs entraîne un arrêt du système du réseau de bord haute tension.

De plus, une décharge rapide active est intégrée aux composants haute tension, car le réseau de bord haute tension n'est pas hors tension immédiatement après l'ouverture des disjoncteurs à cause des condensateurs dans les composants haute tension.

Si le circuit interlock est interrompu pendant la marche, la coupure du réseau de bord haute tension n'a lieu qu'après le prochain arrêt du véhicule, lorsque le véhicule est arrêté avec le levier sélecteur en position "N" ou avec la clé tournée sur la position "arrêt".

 Pour pouvoir effectuer des travaux de maintenance sans mise en danger à cause d'une décharge électrique, il faut que le réseau de bord haute tension soit également mis hors tension. Pour cela, il est possible d'actionner le dispositif de coupure haute tension (S7) situé à l'avant droit du compartiment moteur, ce qui entraîne l'interruption du circuit interlock.

Surveillance de l'isolation

Le contrôle de l'isolement des composants haute tension permet de détecter à temps les défauts d'isolation dans le réseau de bord haute tension. Un capteur est intégré à chaque batterie haute tension et mesure continuellement la résistance. La valeur mesurée est envoyée par via le CAN hybride (CAN L) par le calculateur système de gestion batterie (N82/2) au calculateur chaîne cinématique, qui l'évalue. Si une valeur de résistance précise n'est pas atteinte, les batteries haute tension ne peuvent pas être rechargées et la conduite n'est pas possible.

Distribution d'énergie

La stratégie de fonctionnement du véhicule est conçue pour une commande dynamique du flux énergétique. L'énergie requise pour la situation de fonctionnement survenant est ainsi fournie en temps utile. À cet effet, de nombreuses informations circulent dans la commande intelligente, qui évalue ces informations et fournit des couples d'entraînement correspondants. Ces informations incluent le souhait du conducteur, les demandes au véhicule et les conditions environnantes.

La durée de vie atteignable de l'accumulateur d'énergie dépend aussi grandement de la stratégie de fonctionnement. Cela nécessite une gestion intelligente de l'énergie notamment en cas de chauffage, qui met à profit toutes les sources d'énergie disponibles afin d'augmenter l'autonomie du véhicule. La distribution d'énergie vers les composants haute tension est alors limitée en fonction de la situation de conduite actuelle (réseau de bord 12 V, fonctions de chauffage et de climatisation).

Programmes de conduite "C", "E", "E+"

Trois programmes de conduite sont proposés. Au démarrage, le programme de conduite de base "E" ("Economy") est activé. Les deux programmes "C" ("Comfort") et "E+" ("Economy Plus") peuvent être sélectionnés au moyen de la touche Programme de conduite (N72/1s6) de la console centrale.

Le programme de conduite "E+" est conçu pour favoriser une conduite la plus économique possible. Cela comprend une limitation de la vitesse maximale par construction, l'adaptation de la courbe caractéristique de la pédale d'accélérateur ainsi que le réglage fixe du niveau de récupération maximal.

Il procure également un boost à l'accélération comme fonction temporaire, qui est déclenché par la fonctionnalité kickdown de la pédale d'accélérateur.

En mode Economy, le chauffage et le climatiseur passent dans un programme d'économie d'énergie.

 Des informations complémentaires sont contenues dans la description de fonctionnement séparée "Fonctionnement véhicule électrique" ("Elektrofahrzeug Funktion").