Nagyfeszültségű rendszer energiamenedzsment működése

S08.00-A021-79

Nagyfeszültségű elektromos hálózat energiamenedzsment - általános információk

A nagyfeszültségű elektromos hálózat energiamenedzsment gazdálkodik az elektromos energia rendelkezésre bocsátásával (feszültségellátás) és fogyasztásával (energia-háztartás). A cél egy alacsony energiafogyasztás és egy optimális töltési folyamat.

A 12 V-os elektromos hálózat a DC/DC-átalakító vezérlőegységen (N83/3) keresztül kap feszültséget, amely itt egy hagyományos belsőégésű motorral felszerelt gépkocsi generátorához hasonlóan működik.

Az energiamenedzsment funkció a hajtáslánc vezérlőegységbe (N127) integrált.

A nagyfeszültségű elektromos hálózat energiamenedzsmentjében a mértékadóan a következő alkatrészek vesznek részt:

 Generátor-villanymotor

 Nagyfeszültségű akkumulátorok

 Akkumulátormenedzsment-rendszer vezérlőegység

 Nagyfeszültségű akkumulátor váltakozóáramú töltőkészülék

 Hajtáslánc vezérlőegység

 Elektromos gép vezérlőegység

 230 V-os feszültségellátás csatlakozóalj

Részleteiben az energiamenedzsment a következő funkciókat foglalja magában:

 Az elektromos hálózat támogatása

 A nagyfeszültségű elektromos hálózat bekapcsolása és lecsatlakoztatása

 Interlock-kapcsolás

 Szigetelésellenőrzés

 Energiaelosztás

 "C", "E", "E+" menetprogramok

Az elektromos hálózat támogatása

Az összes alkalmazott vezérlőegység a 12 V-os elektromos hálózat hálózati akkumulátoráról (G1) kap tápfeszültséget. A hálózati akkumulátor a vezető melletti utasülés ülésszekrényében található. Álló gépkocsinál, a gyújtás bekapcsolása nélkül, az összes fogyasztót a hálózati akkumulátor látja el feszültséggel.

Az elektromos hálózat támogatás biztosítja azt, hogy a hálózati akkumulátor mindig fel van töltve. Ha menet közben a hálózati akkumulátor töltöttségi állapota vagy a külső hőmérséklet egy határértéket lefelé túllép, akkor a hálózati akkumulátor a DC/DC-átalakító vezérlőegységen (N83/3) keresztül feltöltésre kerül. A DC/DC-átalakító vezérlőegység (/) a 12 V-os fogyasztók feszültségellátása és az elektromos hálózat akkumulátor töltése érdekében a 12 V-os elektromos hálózat feszültség szintjére alakítja a nagyfeszültségű elektromos hálózat nagyfeszültségét. Ehhez a DC/DC-átalakító vezérlőegység a jelérzékelő- és vezérlőmodul (SAM) vezérlőegységtől (N10/1) a CAN-en keresztül megkapja a 12 V-os elektromos hálózat számára előírt feszültségérték-előírást.

A gyújtást bekapcsolása után, a hálózati akkumulátor meglévő feszültsége ellenőrzésre és szükség szerint a DC/DC-átalakító vezérlőegységen keresztül a nagyfeszültségű akkumulátoroktól (G1/18, G1/27, G1/28) feltöltésre ill. támogatásra kerül. A 12 V-os elektromos hálózat fogyasztóit továbbra is a hálózati akkumulátor látja el feszültséggel.

Ha a hálózati akkumulátor töltöttségi állapota vagy a külső hőmérséklet menet közben egy határértéket lefelé túllép, akkor egy előzetes ellenőrzés után a 12 V-os elektromos hálózat támogatásként, és szükség esetén a hálózati akkumulátor töltésére, a nagyfeszültségű elektromos hálózat rákapcsolásra kerül.

A töltőkábelnek a 230 V-os feszültségellátás-csatlakozóaljhoz (X58/23) és egy magán elektromos hálózat (stacionárius házi csatlakozó) vagy egy nyilvános elektromos hálózat (töltőállomás) csatlakozóhoz történő csatlakoztatásával a nagyfeszültségű akkumulátorok külső forrásból feltöltésre kerülnek.

A nagyfeszültségű elektromos hálózat bekapcsolása és lecsatlakoztatása

Az üzemelés helyzetnek, pl. töltés, szerviz vagy baleset, megfelelően a nagyfeszültségű elektromos hálózatot be lehet ill. be kell kapcsolni vagy le lehet ill. le kell csatlakoztatni. A nagyfeszültségű akkumulátorok nagyfeszültség-kimenete a hajtáslánc vezérlőegység által megvezérelt védőkapcsolóval választható le nagyfeszültségű elektromos hálózatról.

Baleset esetén a biztonsági rendszer felismeri az ütközés súlyosságát és eldönti, hogy a nagyfeszültségű elektromos hálózatot reverzibilisen vagy irreverzibilisen kell-e lekapcsolni.

 Reverzibilis: enyhe sérülések légzsákkioldás vagy az nagyfeszültségű elektromos hálózat érintettsége nélkül. A nagyfeszültség köztes tároló néhány másodpercben belül lemerítésre kerül. A gépkocsi a gyújtással újra indítható.

 Irreverzibilis: A védőkapcsoló feszültségellátását egy pirotechnikai elem megszakítja. A nagyfeszültség köztes tároló néhány másodpercben belül lemerítésre kerül. A gépkocsi az üzemeltető által nem indítható újra.

S08.00-A022-75

S08.00-A015-76

A nagyfeszültségű elektromos hálózat manuális feszültségmentesítése

Két nagyfeszültség-leválasztó biztonsági kapcsoló áll rendelkezésre:

 Nagyfeszültség-leválasztó biztonsági lekapcsoló (Service­Disconnect):

A nagyfeszültség-leválasztó biztonsági kapcsoló (S7) a motortérben a szervizek számára a gépkocsi feszültségmentesítésére szolgál.

Ez a védőkapcsoló terhelésvezetékében található sorba kapcsolva, és szervizmunkák esetén eltávolítható. A nagyfeszültség-leválasztó biztonsági kapcsoló a modultartónál (3), a motortérben jobb oldalon elöl található.

 Alternatív nagyfeszültség-leválasztó biztonsági lekapcsoló vészhelyzethez (mentési leválasztási hely):

Az alternatív nagyfeszültség-leválasztó biztonsági kapcsoló a vezető melletti utasülés ülésszekrényében található. Ez egy utasítástáblával (2) jelölt. Itt az elektromos vezetéket a megjelölt szétválasztási helyen át kell vágni. Az elektromos vezeték nem a nagyfeszültségű elektromos hálózatban van.

A szabványosított mentési hely a mentőszervezetek számára mentéskor a nagyfeszültségű elektromos hálózat irreverzibilis lekapcsolására szolgál.

 Az alternatív nagyfeszültség-leválasztó biztonsági lekapcsolót csak akkor szabad működtetni, ha a nagyfeszültség-leválasztó biztonsági lekapcsolót (Service­Disconnect) a motortérben nem lehet működtetni, mivel ez a lépés irreverzibilis.

 A mentőszervezetek számára két QR-kódos® speciális matrica található hivatkozásként a mentési kártyához. Ezek a gépkocsi-csatlakozóalj fedelének belső oldalán, valamint az utasoldali B-oszlopon találhatók, és a nagyfeszültségű elektromos hálózat részegységeinek, valamint a pirotechnikai berendezések és a kikapcsolókészülékek helyét jelölik.

Interlock-kapcsolás

Ha az interlock-áramkör megszakításra kerül, p l. egy dugós csatlakozó lecsatlakoztatásával, akkor a feszültségellátás megszakításával ez a nagyfeszültségű akkumulátorokban lévő védőkapcsoló nyitását okozza. A védőkapcsoló nyitása a nagyfeszültségű elektromos hálózat lekapcsolásához vezet.

A nagyfeszültségű részegységekbe kiegészítőleg egy aktív gyorskisütés integrált, mivel a nagyfeszültségű elektromos hálózat a nagyfeszültségű részegységekben található kondenzátorok miatt a védőkapcsoló nyitása után nem azonnal feszültségmentes.

Ha az interlock-áramkör menet közben megszakításra kerül, akkor a nagyfeszültségű elektromos hálózat kikapcsolása csak a gépkocsi legközelebbi leállításakor történik meg, ha az előválasztó kart álló gépkocsinál az "N" helyzetbe állítják vagy a kulcsot az "KI" állásba fordítják.

 Hogy a szervizmunkákat áramütés veszélye nélkül végre lehessen hajtani, a nagyfeszültségű elektromos hálózatot ugyancsak feszültségmentesé kell kapcsolni. Ehhez a nagyfeszültség-leválasztó biztonsági kapcsolót (S7) motortérben jobb oldalon elöl működtetni kell, aminek következtében az interlock-áramkör ugyancsak megszakításra kerül.

Szigetelésellenőrzés

A nagyfeszültségű részegységek szigetelésfelügyeletével a nagyfeszültségű elektromos hálózatban fellépő szigetelési hibák időben felismerésre kerülnek. Minden nagyfeszültségű akkumulátorba egy szenzor integrált, amely folyamatosan méri az ellenállást. A mért értéket a hibrid CAN-buszon (CAN L) keresztül az akkumulátormenedzsment-rendszer vezérlőegység (N82/2) elküldi a hajtáslánc vezérlőegységhez, amely az kiértékeli. Ha egy meghatározott ellenállásérték lefelé túllépésre kerül, akkor sem a nagyfeszültségű akkumulátorok töltése, sem pedig a közlekedés nem lehetséges.

Energiaelosztás

Az üzemstratégia a gépkocsiban az energiaáramlás dinamikus vezérléséhez kialakított. Ezzel a szükséges energia a fellépő üzemelési helyzethez megfelelő időben rendelkezésre bocsátásra kerül. Ehhez az intelligens vezérlés számos információt vesz figyelembe, amely információkat kiértékel és a megfelelő hajtónyomatékot rendelkezésre bocsáttatja. Az információkhoz a gépkocsivezető kívánsága, a gépkocsi igénylései és a környezeti feltételek tartoznak.

Az energiatároló elérhető élettartama is jelentős mértékben függ az üzemstratégiától. Ez különösen fűtéskor igényel egy intelligens energiamenedzsmentet, amely a gépkocsi hatótávolságnak növelésére az összes rendelkezésre álló energiaforrást felhasználja. Ekkor az energiaelosztás a nagyfeszültségű részegységekhez, az aktuális közlekedési szituációtól függően korlátozásra kerül (12 V-os elektromos hálózat, fűtés- és klimatizálás funkciók).

"C", "E", "E+" menetprogramok

Három menetprogram áll rendelkezésre. Indításkor az "E" ("Economy") alap menetprogram aktív. A "C" ("Comfort") és az "E+" ("Economy Plus") program a középkonzolban lévő menetprogram nyomógombbal (N72/1s6) választható ki.

Az "E+" menetprogram úgy került kialakításra, hogy a lehető legalacsonyabb fogyasztást eredményezze. Ehhez a kiviteltől függő legnagyobb sebesség korlátozása, a gázpedál-jelleggörbe illesztése valamint a maximális rekuperációfokozat állandó beállítása tartozik.

Kiegészítőleg egy időben korlátozott gyorsítási rásegítés funkció áll rendelkezésre, amelyet a gázpedál kick-down funkció old ki.

Az Economy-üzemmódban a fűtés ill. klímaberendezés egy energiatakarékos programba kapcsol.

 Ehhez további információkat "Az elektromos gépkocsi működése" c. különálló működésleírás tartalmaz.