D08.00-A009-79
Componenti per l'alto voltaggio |
A9/6 | Compressore del fluido refrigerante elettrico | G1/34 | Batteria ad alto voltaggio 4 (con codice E4T (Batteria ad alto voltaggio (47 kWh))) | |
A79/1 | Motore elettrico 1 | G10 | Presa di corrente del veicolo ricarica in corrente continua/ricarica in corrente alternata | |
A79/3 | Centralina di comando elettronica di potenza | N24/6 | Unità di collegamento ricarica corrente continua | |
A123 | Distributore di energia ad alto voltaggio 1 | N33/16 | Centralina di comando riscaldatore supplementare PTC ad alto voltaggio | |
A123/1 | Distributore di energia ad alto voltaggio 2 | N33/17 | Centralina di comando riscaldamento della batteria | |
G1/31 | Batteria ad alto voltaggio 1 | N83/3 | Centralina di comando convertitore CC/CC | |
G1/32 | Batteria ad alto voltaggio 2 | N83/15 | Caricabatteria a corrente alternata per batteria ad alto voltaggio | |
G1/33 | Batteria ad alto voltaggio 3 |
Presupposto per il funzionamento trazione elettrica - Generalità
Morsetto 15 ON
Motore elettrico - Descrizione generale del funzionamento
La trazione elettrica è costituita dalla catena cinematica elettrica alla quale appartengono il generatore elettrico 1 (A79/1), il cambio e la centralina di comando elettronica di potenza (A79/3).
Il generatore elettrico 1 può essere azionato come motore per la trazione o come alternatore per il recupero di energia. La velocità di rotazione del generatore elettrico 1 viene rilevata mediante il sensore sinistro del numero di giri generatore elettrico (L6/5) e il sensore destro del numero di giri generatore elettrico (L6/6).
Il generatore elettrico 1 viene alimentato da tre batterie ad alto voltaggio. Opzionalmente è disponibile una quarta batteria ad alto voltaggio (con codice E4T (Batteria ad alto voltaggio (47 kWh))), per mezzo della quale è possibile una più elevata capacità della batteria e quindi una più elevata autonomia del veicolo. La centralina di comando elettronica di potenza con invertitore integrato trasforma la tensione continua proveniente dalle batterie ad alto voltaggio in tensione alternata per l'alimentazione del generatore elettrico.
La gestione della propulsione e la gestione dell'energia avvengono tramite la centralina di comando catena cinematica (N127). Questa legge direttamente, tra l'altro, il segnale del modulo del pedale dell'acceleratore (A68). Altri dati rilevanti per la gestione del veicolo (ad es. la marcia innestata) vengono letti tramite il FlexRay dell'assetto (Flex E).
Sulla base di questi dati la centralina di comando catena cinematica rileva il fabbisogno di potenza del sistema di trazione elettrico e richiede la potenza necessaria tramite il CAN della trazione elettrica (CAN ED) alla centralina di comando elettronica di potenza. La centralina di comando elettronica di potenza attiva tramite l'invertitore integrato il generatore elettrico 1 con una tensione alternata a 3 fasi e lo sorveglia per quanto concerne la temperatura e la coppia motrice generata. Il generatore elettrico trasmette la coppia motrice tramite il cambio a rapporti di demoltiplicazione fissi agli alberi di trasmissione e alle ruote anteriori.
Il generatore elettrico 1 acquisisce l'energia necessaria nel funzionamento del motore tramite la rete di bordo ad alto voltaggio dalle batterie ad alto voltaggio. Il caricamento delle batterie ad alto voltaggio avviene durante la marcia nella fase di rilascio, quando il generatore elettrico lavora come alternatore, oppure a veicolo fermo tramite collegamento a una sorgente di corrente esterna.
Per proteggere la trazione elettrica dal surriscaldamento, il generatore elettrico 1 e la centralina di comando elettronica di potenza vengono raffreddati.
Il conducente ottiene informazioni relative al flusso di energia e allo stato di carica delle batterie ad alto voltaggio tramite il display multifunzione (A1p13) nella strumentazione (A1).
Il funzionamento del motore elettrico si articola come segue:
ESERCIZIO DI MARCIA
Direzione di marcia
Motore-alternatore
Cambio
Recupero dell'energia
Rete di bordo ad alto voltaggio con batterie ad alto voltaggio
Rete di bordo a 12 V con batteria della rete di bordo
Supporto della rete di bordo
Presa del veicolo
Inserimento e disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio
TERMO-MANAGEMENT
Limitazione della potenza
ESERCIZIO DI MARCIA
Nell'esercizio di marcia avviene la conversione dell'energia elettrica proveniente dalla batterie ad alto voltaggio in energia meccanica di trazione. Il generatore elettrico 1 lavora nel funzionamento del motore. A tal fine la tensione continua ad alto voltaggio proveniente dalle batterie ad alto voltaggio attraverso i cavi elettrici e il distributore di energia ad alto voltaggio (distributore di energia ad alto voltaggio 2 (A123/1) viene alimentata alla centralina di comando elettronica di potenza.
Nella centralina di comando elettronica di potenza la tensione continua ad alto voltaggio viene trasformata nell'invertitore integrato in una tensione alternata a 3 fasi e viene convogliata al generatore elettrico 1. La centralina di comando elettronica di potenza valuta permanentemente, attraverso i sensori del numero di giri (L6/5, L6/6) e il sensore di temperatura generatore elettrico (B94/2) la posizione, il numero di giri e la temperatura del generatore elettrico 1.
Inoltre, la centralina di comando elettronica di potenza sorveglia lo stato dell'invertitore e lo trasmette alla centralina di comando catena cinematica. In base a questi dati la centralina di comando organi della trasmissione ricava dati previsionali relativi alle prestazioni della trazione elettrica. Sulla base di queste previsioni la centralina di comando catena cinematica richiede alla centralina di comando elettronica di potenza la potenza prefissata.
La centralina di comando elettronica di potenza regola tramite l'invertitore in funzione della potenza prefissata la frequenza e l'ampiezza della tensione alternata, regolando così direttamente la coppia motrice generata.
Direzione di marcia
La direzione di marcia viene prescritta dal conducente selezionando la posizione del cambio tramite la leva del cambio DIRECT SELECT(S16/13). La centralina di comando modulo del fodero del piantone dello sterzo (MRM) (N80) rileva le posizioni della leva del cambio automatico, le valuta e invia i relativi segnali alla centralina di comando catena cinematica.
La centralina di comando organi della trasmissione richiede alla centralina di comando elettronica di potenza la direzione di marcia in funzione della posizione della leva selettrice. La centralina di comando elettronica di potenza attiva tramite l'invertitore integrato il generatore elettrico 1 con una tensione alternata a 3 fasi.
La retromarcia con posizione della leva selettrice "R" viene eseguita mediante inversione del senso di rotazione del generatore elettrico 1.
La direzione di marcia attuale viene visualizzata nel display multifunzione.
La posizione di marcia del cambio automatico "N" non viene realizzata mediante apertura di una frizione ma viene simulata mediante corrispondente azionamento del generatore elettrico 1.
Motore-alternatore
Il generatore elettrico si trova nella parte anteriore del veicolo , nel vano motore, ed è montato insieme al cambio, trasversalmente alla direzione di marcia. Il generatore elettrico è un motore a corrente alternata a 3 fasi e può essere azionato come motore o come alternatore. Nell'esercizio di marcia l'energia elettrica viene trasformata in un movimento rotatorio meccanico che consente la trazione del veicolo. Con la frenata rigenerativa viene generata energia elettrica dall'energia meccanica. L'alimentazione di tensione o recupero dell'energia avviene tramite l'invertitore integrato nella centralina di comando elettronica di potenza (A79/3).
Cambio
Il cambio è montato direttamente sul generatore elettrico 1. Entrambi gli alberi di trasmissione sono inseriti direttamente nel differenziale del sistema di trazione elettrica.
Il cambio è eseguito come cambio a due velocità con differenziale con copia conica integrato, per ridurre il numero di giri del generatore elettrico 1 e per incrementare la coppia per l'azionamento delle ruote.
Non si tratta di un classico cambio con più marce in avanti. Esiste un rigido rapporto di trasmissione di i = 13,205. Di conseguenza esiste soltanto una marcia in avanti e una marcia indietro e la marcia in avanti e la retromarcia sono gestite dall'invertitore del generatore elettrico 1. Questo fondamento tecnico è la base di una ripresa più marcata con un'accelerazione confortevole senza interruzione della trazione.
Esiste la rinomata filosofia degli innesti del cambio automatico con le posizioni della leva "P", "R", "N" e "D". La posizione di marcia selezionata del cambio automatico viene visualizzata nel display multifunzione della strumentazione. Nella posizione di parcheggio "P" viene inserito automaticamente un bloccaggio in posizione di parcheggio. Questo bloccaggio in posizione di parcheggio impedisce lo spostamento accidentale del veicolo pur non sostituendo il freno di stazionamento.
Recupero dell'energia
Il concetto di recupero di energia indica il recupero dell'energia. Nella fase di rilascio, il veicolo attiva il generatore elettrico 1. Poiché non è presente alcun giunto, l'accoppiamento di forza è sempre presente nella catena cinematica. Se il pedale dell'acceleratore non viene azionato con il veicolo in movimento, viene attivata la modalità sailing oppure il generatore elettrico 1 accumula energia cinematica e la trasforma in energia elettrica (recupero). L'energia prodotta nella fase di rilascio viene immessa nella rete di bordo ad alto voltaggio attraverso l'invertitore integrato nella centralina di comando elettronica di potenza.
Informazioni dettagliate sono contenute nella descrizione del funzionamento separata "Recupero di energia - Funzionamento".
Rete di bordo ad alto voltaggio con batterie ad alto voltaggio
A seconda dell'equipaggiamento vengono impiegate 3 o 4 batterie ad alto voltaggio potenti che vengono disposte nel sottoscocca del veicolo. Le batterie ad alto voltaggio consentono una marcia completamente elettrica tramite batteria.
Per la carica esterna il veicolo viene collegato a una presa di corrente a 230 V, a una wallbox o a una stazione di ricarica pubblica. La carica avviene tramite il caricabatteria in corrente alternata del veicolo per batteria ad alto voltaggio (N83/15) o tramite l'unità di collegamento per la ricarica in corrente continua (N24/6).
In fase di rilascio e in frenata la batteria si ricarica tramite recupero di energia. Il generatore elettrico 1 in tal caso funziona da alternatore.
Rete di bordo a 12 V con batteria della rete di bordo
Tutte le utenze da 12 V e le centraline di comando della rete di bordo a 12 V impiegate vengono alimentate tramite la batteria della rete di bordo (G1). La rete di bordo a 12 V a sua volta viene alimentata con energia dalla rete di bordo ad alto voltaggio con l'ausilio della centralina di comando del convertitore CC/CC. A tal fine la centralina di comando del convertitore CC/CC genera una tensione continua a 12 V a partire dalla tensione continua ad alto voltaggio della rete di bordo ad alto voltaggio e ricarica la batteria della rete di bordo.
Supporto della rete di bordo
Il supporto della rete di bordo garantisce che la batteria rete di bordo (G1) (rete di bordo a 12 V) sia sempre caricata. Se il livello di carica della batteria della rete di bordo scende al di sotto del valore di soglia, la batteria viene ricaricata tramite la centralina di comando convertitore CC/CC.
Informazioni dettagliate sono contenute nella descrizione del funzionamento separata "Rete di bordo ad alto voltaggio - Funzionamento".
Presa del veicolo
La presa di corrente del veicolo ricarica in corrente continua/ricarica in corrente alternata (G10) garantisce il contatto elettrico con il cavo di ricarica. Durante la ricarica il connettore maschio del cavo di ricarica viene bloccato tramite un servomotore.
Inserimento e disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio
A seconda della situazione, ad es. caricamento, manutenzione o incidente, si può o si deve inserire o disinserire la rete di bordo ad alto voltaggio.
Informazioni dettagliate sono contenute nella descrizione del funzionamento separata "Rete di bordo ad alto voltaggio - Funzionamento".
TERMO-MANAGEMENT
Per il raffreddamento e la regolazione della temperatura delle batterie ad alto voltaggio e per il raffreddamento del generatore elettrico 1 e dei componenti per l'alto voltaggio, il veicolo è dotato di una gestione termica. La gestione termica regola inoltre la climatizzazione dell'abitacolo.
La gestione termica controllare automaticamente dopo l'avvio del veicolo la temperatura della cabina del conducente, delle batterie ad alto voltaggio e dei componenti elettrici.
Informazioni dettagliate relative alla gestione termica sono contenute nella descrizione del funzionamento, separata "Raffreddamento rete di bordo ad alto voltaggio - Funzionamento".
Informazioni dettagliate sul riscaldamento batteria ad alto voltaggio sono contenute nella descrizione del funzionamento separata "Rete di bordo ad alto voltaggio - Funzionamento".
Informazioni dettagliate sulla climatizzazione sono contenute nella descrizione del funzionamento separata "Climatizzazione veicolo elettrico - Funzionamento".
Limitazione della potenza
Per preservare dal sovraccarico i componenti coinvolti, la potenza della trazione elettrica viene limitata in determinate situazioni di esercizio. La trazione elettrica limita la coppia effettiva o riduce la massima potenza possibile e la velocità nelle seguenti condizioni:
basso livello di carica delle batterie ad alto voltaggio (visualizzazione di un corrispondente messaggio nella strumentazione)
Guasto componente alto voltaggio (ad es. viene riconosciuta una batteria ad alto voltaggio guasta)
Temperatura troppo bassa o troppo alta delle batterie ad alto voltaggio
Assorbimento di corrente dalle batterie ad alto voltaggio troppo elevato
La potenza disponibile della trazione elettrica viene visualizzata nella strumentazione tramite il display multifunzione.
Documenti citati
- gf0800d9999te Panoramica componenti del sistema veicolo elettrico