Gestione dell'energia sistema ad alto voltaggio - Funzionamento

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Gestione dell'energia della rete di bordo ad alto voltaggio - Generalità

La gestione dell'energia della rete di bordo ad alto voltaggio gestisce l'alimentazione e il consumo (bilanciamento) dell'energia elettrica. L'obiettivo è contenere il consumo di energia e ottimizzare la fase di carica.

La rete di bordo a 12 V viene alimentata attraverso la centralina di comando convertitore CC/CC (N83/3) che, in questo caso, funziona come un alternatore in un convenzionale veicolo a combustione interna.

La funzione gestione dell'energia è integrata nella centralina di comando catena cinematica (N127).

Nella gestione dell'energia della rete di bordo ad alto voltaggio sono coinvolti in misura rilevante i seguenti componenti:

 Motore-alternatore

 Batterie ad alto voltaggio

 Centralina di comando sistema di gestione della batteria

 Caricabatteria a corrente alternata per batteria ad alto voltaggio

 Centralina di comando organi della trasmissione

 Centralina di comando generatore elettrico

 Presa di corrente alimentazione 230 V

La gestione dell'energia include in dettaglio le seguenti funzioni:

 Supporto della rete di bordo

 Inserimento e disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio

 Circuito Interlock

 Sorveglianza dell'isolamento

 Distribuzione dell'energia

 Programmi di marcia "C", "E", "E+"

Supporto della rete di bordo

Tutte le centraline di comando impiegate vengono alimentate tramite la batteria della rete di bordo (G1) a 12 V. La batteria della rete di bordo è alloggiata nella base del sedile lato passeggero anteriore. A veicolo fermo, senza accensione inserita, tutte le utenze vengono alimentate dalla batteria della rete di bordo.

Il supporto della rete di bordo garantisce che la batteria rete di bordo sia sempre carica. Se lo stato di carica della batteria della rete di bordo o la temperatura esterna durante l'esercizio di marcia non raggiunge un valore di soglia, la batteria della rete di bordo viene caricata tramite la centralina di comando convertitore CC/CC (N83/3). La centralina di comando convertitore CC/CC trasforma l'alta tensione della rete di bordo ad alto voltaggio al livello della tensione della rete di bordo a 12 V per l'alimentazione delle utenze a 12 V e per caricare la batteria della rete di bordo. A tal fine la centralina di comando convertitore CC/CC riceve dalla centralina di comando modulo di rilevamento del segnale e di comando (SAM) (N10/1) un valore nominale di tensione per la rete di bordo a 12 V.

Una volta inserita l'accensione, la tensione disponibile della batteria della rete di bordo viene controllata e, se necessario, ricaricata o supportata tramite la centralina di comando convertitore CC/CC mediante le batterie ad alto voltaggio (G1/18, G1/27, G1/28). Le utenze della rete di bordo a 12 V continuano ad essere alimentate dalla batteria della rete di bordo.

Se lo stato di carica della batteria della rete di bordo o la temperatura esterna durante l'esercizio di marcia non raggiunge un valore di soglia, anche dopo un accurato controllo avviene l'inserimento della rete di bordo ad alto voltaggio per supporto e, se necessario, per la ricarica della rete di bordo a 12 V inclusa la batteria della rete di bordo.

Collegando il cavo di ricarica alla presa di alimentazione (230 V (X58/23) e alla rete elettrica privata (attacco domestico stazionario) o ad una rete elettrica pubblica (stazione di ricarica), le batterie ad alto voltaggio vengono ricaricate esternamente.

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. A tal fine è possibile separare l'uscita ad alto voltaggio delle batterie ad alto voltaggio dalla rete di bordo ad alto voltaggio mediante l'intervento di contattori azionati dalla centralina di comando catena cinematica.

In caso di sinistro un sistema di sicurezza rileva l'entità dell'impatto e decide se la rete di bordo ad alto voltaggio debba essere disinserita in modo reversibile o irreversibile.

 Reversibile: danni lievi senza attivazione dell'airbag o danneggiamento della rete di bordo ad alto voltaggio. La memoria di transito alto voltaggio viene scaricata entro pochi secondi. Il veicolo può essere riavviato tramite l'accensione.

 Irreversibile: l'alimentazione di tensione del contattore viene interrotta da un elemento pirotecnico. La memoria di transito alto voltaggio viene scaricata entro pochi secondi. Il veicolo non può essere riavviato dal gestore.

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Procedura manuale di interruzione dell'alimentazione della rete di bordo ad alto voltaggio

Sono disponibili due dispositivi di disinserimento del circuito ad alto voltaggio:

 dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio (Service Disconnect)

Il dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio (S7) nel vano motore serve all'officina ad disconnettere il veicolo.

Si trova nella linea di carico dei contattori, è collegato in linea e può essere rimosso per gli interventi di manutenzione. Il dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio si trova sul supporto modulo (3), nella parte anteriore destra del vano motore.

 Dispositivo alternativo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio per l'emergenza (punto di raccordo soccorso):

il dispositivo alternativo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio si trova nella base del sedile lato passeggero anteriore. È contrassegnato da una targhetta di avvertenza (2). Occorre recidere il cavo elettrico in corrispondenza del punto di giunzione evidenziato. Il cavo elettrico non si trova nella rete di bordo ad alto voltaggio.

Il punto di raccordo soccorso standardizzato serve alle squadre di soccorso per disinserire in modo irreversibile la rete di bordo ad alto voltaggio in caso di soccorso e rimozione.

 Il dispositivo alternativo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio deve essere azionato soltanto se il dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio (Service Disconnect) nel vano motore non può essere azionato perché questa operazione è irreversibile.

 Per i servizi di soccorso vi sono due speciali adesivi con il codice QR® che fungono da link per la scheda di soccorso. Questi si trovano sul lato interno dello sportello della presa di corrente del veicolo e sul montante B dal lato passeggero anteriore. Essi identificano la posizione dei componenti della rete di bordo ad alto voltaggio e i dispositivi pirotecnici e dispositivi di disinserimento.

Circuito Interlock

In caso di interruzione del circuito interlock, ad es. a causa dello scollegamento di un giunto a innesto, si ottiene l'apertura del contattore nelle batterie ad alto voltaggio mediante interruzione dell'alimentazione di tensione. L'apertura dei contattori determina l'esclusione della rete di bordo ad alto voltaggio.

Inoltre nei componenti ad alto voltaggio è integrato un sistema di scarica rapida attiva in quanto la rete di bordo ad alto voltaggio a causa dei condensatori presenti nei componenti ad alto voltaggio non è immediatamente priva di tensione subito dopo l'apertura dei contattori.

Se il circuito interlock viene interrotto durante l'esercizio di marcia, il disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio avviene solo dopo il successivo arresto del veicolo a condizione che la leva del cambio automatico a veicolo fermo sia portata in posizione "N" oppure che la chiave venga girata in posizione "OFF".

 Per poter eseguire i lavori del servizio assistenza senza pericolo di scariche elettriche, la tensione deve essere disinserita anche nella rete di bordo ad alto voltaggio. A tal scopo si può azionare il dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio (S7) nella parte anteriore destra del vano motore, con la conseguente interruzione del circuito interlock.

Sorveglianza dell'isolamento

Il monitoraggio dell'isolamento dei componenti per l'alto voltaggio consente di individuare tempestivamente i guasti d'isolamento nella rete di bordo ad alto voltaggio. In ogni batteria ad alto voltaggio è integrato un sensore che misura continuamente la resistenza. Il valore misurato viene inviato tramite CAN del sistema a trazione ibrida (CAN L) dalla centralina di comando sistema di gestione della batteria (N82/2) alla centralina di comando catena cinematica, dove viene valutato. Se non viene raggiunto un determinato valore di resistenza, non è possibile caricare le batterie ad alto voltaggio né guidare il veicolo.

Distribuzione dell'energia

La strategia operativa nel veicolo è concepita per un comando dinamico del flusso di energia. L'energia necessaria viene, pertanto, fornita tempestivamente in base alla situazione che si verifica. Innumerevoli informazioni vengono trasmesse al comando intelligente, che valuta queste informazioni e impartisce la fornitura delle coppie motrici corrispondenti. Tra le informazioni rientrano la richiesta del conducente, i requisiti del veicolo e le condizioni ambientali.

Anche il ciclo di vita dell'accumulatore di energia dipende notevolmente dalla strategia operativa. Ciò richiede, specialmente in caso di riscaldamento, una gestione intelligente dell'energia in grado di utilizzare tutte le fonti energetiche disponibili per aumentare l'autonomia del veicolo. La distribuzione dell'energia ai componenti ad alto voltaggio viene limitata in funzione della situazione di guida attuale (rete di bordo a 12 V, funzione di riscaldamento, funzione del climatizzatore).

Programmi di marcia "C", "E", "E+"

Sono previsti tre programmi di marcia. All'avvio è attivo il programma di marcia di base "E" ("Economy"). I due programmi "C" (Comfort) e "E+" (Economy Plus) possono essere selezionati tramite il tasto programma di marcia (N72/1s6) nella consolle centrale.

Il programma di marcia "E+" è concepito per una marcia dai consumi il più possibile contenuti. Questa modalità include la limitazione della velocità massima per costruzione, l'adattamento della curva caratteristica del pedale dell'acceleratore nonché l'impostazione fissa del livello massimo di recupero.

Inoltre è prevista la funzione boost di accelerazione di durata limitata che si attiva con la funzione kick-down del pedale dell'acceleratore.

In modalità Economy il riscaldamento o il climatizzatore si attivano in un programma a risparmio energetico.

 Informazioni dettagliate sono contenute nella descrizione del funzionamento separata "Veicolo elettrico - Funzionamento".