Rete di bordo ad alto voltaggio - Funzionamento

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 Tutti i connettori maschi sono dotati di protezione da contatto.
L'alloggiamento in sede di tutti i connettori a spina elettrici è controllato da un circuito interlock.
Tutti i cavi ad alto voltaggio sono realizzati in colore arancione.
Tutti i componenti ad alto voltaggio sono contrassegnati con adesivi di avvertimento gialli.

Avvertenza per rete di bordo ad alto voltaggio
 Rete di bordo ad alto voltaggio con classe di tensione B (tensione continua 60 V < U  1500 V e tensione alternata 30 V < U  1000 V):
Esclusivamente officine specializzate che dispongono di personale specializzato sono autorizzate ad eseguire riparazioni sulla rete di bordo ad alto voltaggio o eliminare eventuali guasti presenti.

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Rete di bordo ad alto voltaggio - Generalità

In dettaglio la descrizione del funzionamento comprende le seguenti informazioni:

 Rete di bordo ad alto voltaggio

 Circuito interlock

 Sicurezza per l'alto voltaggio

 Riscaldamento batterie ad alto voltaggio

 Gestione dell'energia rete di bordo ad alto voltaggio

 Distribuzione dell'energia

 Recupero dell'energia

 Supporto della rete di bordo

 Programmi di marcia "C", "E", "E+"

 Inserimento e disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio

 Disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio in caso di incidente e cortocircuito

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

 Dispositivo di disinserimento dell'alto voltaggio (S7) (punto di sezionamento nel vano motore per la manutenzione)

 Interrompere l'alimentazione (privo di tensione)

 Dispositivo alternativo di disinserimento d'emergenza del circuito ad alto voltaggio (punto di sezionamento alto voltaggio per soccorsi)

Rete di bordo ad alto voltaggio

La rete di bordo ad alto voltaggio consente l'impiego del generatore elettrico  1 per la trazione elettrica. Inoltre la rete di bordo ad alto voltaggio alimenta con energia elettrica utilizzatori con un elevato fabbisogno di energia, come ad  es. il compressore elettrico del fluido refrigerante o la centralina di comando riscaldatore PTC ad alto voltaggio. In determinate situazioni di guida il generatore elettrico  1 viene utilizzato in modalità alternatore per la generazione di energia elettrica (recupero di energia). La rete di bordo ad alto voltaggio alimenta la rete di bordo a 12 V attraverso un convertitore CC/CC con energia elettrica proveniente dalle batterie ad alto voltaggio.

La centralina di comando sistema di gestione della batteria (N82/2) provvede alla sorveglianza completa delle batterie ad alto voltaggio per quanto riguarda temperatura, tensione e correnti, stabilendo i limiti di sicurezza per questi valori e trasmettendo sia i valori che i limiti di sicurezza alla centralina di comando catena cinematica (N127).

La rete di bordo ad alto voltaggio viene alimentata con energia della batterie ad alto voltaggio in fase di rilascio tramite l'invertitore integrato nella centralina di comando elettronica di potenza (A79/3). La carica delle batterie ad alto voltaggio avviene nella fase di rilascio tramite il recupero di energia oppure, in modo stazionario, tramite il collegamento ad una sorgente di corrente esterna attraverso il caricabatteria a corrente alternata per batteria ad alto voltaggio (N83/15) oppure per unità di collegamento per la ricarica in corrente continua (N24/6). Se le batterie ad alto voltaggio sono quasi completamente scariche, il sistema di trazione si disinserisce. Le batterie ad alto voltaggio vengono così protette dallo scaricamento completo.

Circuito interlock

Il circuito interlock è una protezione da contatto accidentale dei componenti per l'alto voltaggio. Un segnale di tensione interlock viene trasmesso a tutti i componenti smontabili o apribili della rete di bordo ad alto voltaggio. A tal fine in ogni attacco di alto voltaggio smontabile è integrato un ponticello elettrico che interrompe il circuito interlock in caso di smontaggio dell'attacco ad alto voltaggio.

Il circuito interlock viene inoltre collegato in serie a tutti i collegamenti a spina 12 V delle centraline di comando dei componenti ad alto voltaggio. Staccando un collegamento a spina della centralina, attraverso i contatti interlock viene interrotto il circuito interlock. Un'interruzione del circuito interlock durante la marcia non determina il disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio. Con accensione disinserita e circuito interlock interrotto il veicolo non è più pronto alla marcia.

Sicurezza per l'alto voltaggio

In caso di crash o se il dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio viene aperto vengono disattivati i seguenti sistemi:

 Rete di bordo ad alto voltaggio

 Sistema di carica

 Trazione elettrica

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Riscaldamento batterie ad alto voltaggio

Poiché il rendimento delle batterie ad alto voltaggio dipende dalla temperatura, esso si riduce notevolmente quando la temperatura si abbassa. A seconda del livello di carica e della temperatura delle batterie ad alto voltaggio, queste, se necessario, vengono riscaldate finché non sia possibile abilitare l'intensità di corrente necessaria per la modalità di marcia o di ricarica delle batterie ad alto voltaggio.

Il riscaldamento delle batterie ad alto voltaggio ha luogo tramite la centralina di comando riscaldamento della batteria (N33/17) integrata nel circuito del liquido di raffreddamento delle batterie ad alto voltaggio (circuito a bassa temperatura  2) e assicura che la temperatura delle batterie ad alto voltaggio durante la marcia o in modalità di ricarica non scenda sotto i ­15  °C.

La centralina di comando riscaldamento della batteria è un riscaldatore supplementare PTC ad alto voltaggio e viene attivata dalla centralina di comando catena cinematica. Mediante l'alimentazione con corrente elettrica degli elementi termici essi vengono riscaldati. Il liquido di raffreddamento che fluisce attraverso la centralina di comando riscaldamento della batteria assorbe il calore degli elementi termici e viene di conseguenza riscaldato. Questo supporto viene mantenuto fino al raggiungimento di una temperatura idonea e successivamente terminato automaticamente.

Gestione dell'energia rete di bordo ad alto voltaggio

La rete di bordo ad alto voltaggio consente l'impiego del generatore elettrico  1 per la trazione elettrica. Inoltre la rete di bordo ad alto voltaggio alimenta con energia elettrica utilizzatori con un elevato fabbisogno di energia, come ad  es. il compressore elettrico del fluido refrigerante o la centralina di comando riscaldatore PTC ad alto voltaggio.

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.

In determinate situazioni di guida il motore elettrico viene utilizzato in modalità generatore per la generazione di energia elettrica (recupero di energia). La rete di bordo ad alto voltaggio alimenta tramite la centralina di comando convertitore CC/CC (N83/3) la rete di bordo a 12 V con energia elettrica dalle batteria ad alto voltaggio.

La funzione gestione dell'energia è integrata nella centralina di comando catena cinematica (N127). Di seguito sono elencate alcune delle funzioni principali:

 Attivazione e disattivazione dei componenti ad alto voltaggio nel rispetto dei requisiti di sicurezza per i sistemi ad alto voltaggio

 Rilevamento della quantità di energia utilizzabile nelle batterie ad alto voltaggio

 Ripartizione dell'energia tra componenti ad alto voltaggio sulla base dell'energia disponibile

 Previsione della potenza elettrica della catena cinematica attualmente disponibile

 Coordinamento della ricarica (interazione tra batterie ad alto voltaggio e componenti per la ricarica)

 Calcolo dell'autonomia elettrica e dei consumi di elettricità per il computer di bordo

 Controllo dei requisiti di sicurezza dei sistemi ad alto voltaggio e passaggio a uno stato di sicurezza in funzione del fabbisogno

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

 Generatore elettrico  1 (A79/1)

 Centralina di comando elettronica di potenza (A79/3)

 Presa di corrente del veicolo ricarica in corrente continua/ricarica in corrente alternata (G10)

 Batteria ad alto voltaggio 1 (G1/31)

 Batteria ad alto voltaggio 2 (G1/32)

 Batteria ad alto voltaggio 3 (G1/33)

 Opzionalmente la batteria ad alto voltaggio 4 (G1/34) (con codice E4T (Batteria ad alto voltaggio (47 kWh)))

 Unità di collegamento per la ricarica in corrente continua (N24/6)

 Centralina di comando sistema di gestione batteria (N82/2)

 Centralina di comando convertitore CC/CC (N83/3)

 Caricabatteria a corrente alternata per batteria ad alto voltaggio (N83/15)

 Centralina di comando catena cinematica (N127)

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).

Recupero dell'energia

La strategia di propulsione consente il recupero di energia in fase di decelerazione del veicolo. A tal fine il generatore elettrico  1 viene fatto funzionare come alternatore generando una coppia frenante sulle ruote. L'energia elettrica generata durante questo processo carica le batterie ad alto voltaggio. Il recupero dell'energia viene comandato dalla gestione dell'energia.

 Per informazioni più dettagliate vedere nel documento "Recupero di energia - Funzionamento".

Supporto della rete di bordo

Tutte le centraline di comando impiegate vengono alimentate tramite la batteria della rete di bordo (G1) a 12 V.

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. La rete di bordo viene supportata costantemente dal convertitore CC/CC. La situazione della tensione varia tra 12  V e ca. 14,8  V, in funzione del livello di carica della batteria della rete di bordo e di altri fattori ambientali.

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 SAM (N10) 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. Le utenze della rete di bordo a 12 V continuano ad essere alimentate dalla batteria della rete di bordo. Durante la marcia la rete di bordo ad alto voltaggio è costantemente inserita.

Collegando il cavo di ricarica alla presa di corrente del veicolo ricarica in corrente continua/ricarica in corrente alternata (G10) e alla rete di corrente privata (Allacciamento domestico fisso) o a una rete di corrente pubblica (Stazione di ricarica) le batterie ad alto voltaggio vengono ricaricate esternamente. È inoltre disponibile un "Mercedes-Benz Wallbox Home". Si possono così ricaricare veicoli a batteria di Mercedes-Benz molto più rapidamente rispetto ad una presa di corrente di rete tradizionale.

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

I programmi di marcia hanno proprietà diverse in materia di prestazione, tempo di risposta del pedale dell'acceleratore ed efficienza di riscaldamento e climatizzazione. Queste proprietà considerate nel complesso possono comportare valori di autonomia diversi del veicolo.

 Per informazioni più dettagliate vedere nel documento "Veicolo elettrico - Funzionamento".

Inserimento e disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio

 In generale occorre eseguire una procedura di interruzione dell'alimentazione della rete di bordo ad alto voltaggio con XENTRY Diagnosis.

 Le attività di riparazione, manutenzione e diagnosi di veicoli con rete di bordo ad alto voltaggio devono essere svolte solo da collaboratori qualificati. La qualifica minima necessaria è l'addestramento specifico per impianti ad alto voltaggio. La procedura di interruzione dell'alimentazione della rete di bordo ad alto voltaggio prima di svolgere attività sul veicolo e la successiva messa in servizio dopo le attività svolte devono essere eseguite solo da un elettrotecnico specializzato in reti di bordo ad alto voltaggio in veicoli, area di competenza veicoli di serie.

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.

Disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio in caso di incidente e cortocircuito

Il disinserimento della rete di bordo ad alto voltaggio in caso di incidente viene attivato dall'intervento del fusibile pirotecnico. Il separatore viene attivato dalla centralina di comando sistema di ritenuta supplementare (SRS) (N2/5) in caso di riconoscimento di crash. Ne conseguono il distacco onnipolare delle sorgenti di energia elettrica, la disattivazione del funzionamento da alternatore del generatore elettrico  1 e la scarica dei condensatori a un valore inferiore al campo di tensione pericoloso. Ha luogo un disinserimento in più fasi della rete di bordo ad alto voltaggio in presenza di un cortocircuito attraverso software e fusibili.

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.

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

Per poter eseguire lavori sulla rete di bordo ad alto voltaggio è necessario provvedere all'assenza di tensione anche della rete di bordo ad alto voltaggio.

Il procedimento corretto prevede il rispetto delle tre regole di sicurezza:

 Interrompere l'alimentazione (privo di tensione)

 Impedire il reinserimento.

 Verificare e assicurare l'assenza di tensione (apporre il protocollo di interruzione dell'alimentazione del veicolo ben in vista sul veicolo).

Nello svolgimento della procedura di interruzione dell'alimentazione della rete di bordo ad alto voltaggio con XENTRY Diagnosis occorre attenersi alle avvertenze di sicurezza e alle istruzioni.

Tra l'altro , prima dell'attivazione del dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio (S7), si devono leggere e valutare i valori effettivi della relativa centralina nonché azionare il bloccaggio della disabilitazione dei componenti ad alto voltaggio nelle centraline di comando.

Anche in caso di incidente le squadre di soccorso devono disinserire la tensione del veicolo.

Sono disponibili due dispositivi di disinserimento del circuito ad alto voltaggio per la procedura di interruzione dell'alimentazione manuale:

 Dispositivo di disinserimento dell'alto voltaggio (S7) (punto di sezionamento nel vano motore per la manutenzione)

Procedura di interruzione dell'alimentazione della rete di bordo ad alto voltaggio, ad  es. per lo svolgimento di lavori in officina, ma anche in caso di incidente.

 Dispositivo alternativo di disinserimento d'emergenza del circuito ad alto voltaggio (punto di sezionamento alto voltaggio per soccorsi)

Procedura di interruzione dell'alimentazione della rete di bordo ad alto voltaggio irreversibile, solo per l'emergenza, ad  es. in caso di incidente.

Dispositivo di disinserimento dell'alto voltaggio (S7) (punto di sezionamento nel vano motore per la manutenzione)

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Il dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio (S7) serve ad assicurare la procedura di interruzione dell'alimentazione e si trova sul supporto modulo lato anteriore destro nel vano motore.

Il dispositivo di disinserimento dell'alto voltaggio separa l'alimentazione di tensione dei teleruttori di protezione da sovratensione, in modo che questi non si possano più inserire.

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Interrompere l'alimentazione (privo di tensione)

Il connettore a spina a ponte (2) come rappresentato nella sequenza fotografica (A, B, C) viene sbloccato dal fusibile (4), viene estratto dal dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio (1) ed assicurato con un lucchetto (3) in modo che non venga rimesso in servizio.

Dispositivo alternativo di disinserimento d'emergenza del circuito ad alto voltaggio (punto di sezionamento alto voltaggio per soccorsi)

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 Essendo un'operazione irreversibile, il dispositivo alternativo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio (punto di sezionamento per soccorsi) deve essere azionato soltanto se il dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio (S7) (Service Disconnect) nel vano motore non può essere azionato.

 Per i servizi di soccorso vi sono due speciali adesivi con il codice QR® che fungono da link per la scheda di soccorso. Si trovano sul montante B lato guida e sul montante B lato passeggero anteriore e identificano la posizione dei componenti della rete di bordo ad alto voltaggio e i dispositivi pirotecnici e i dispositivi di disinserimento.

Il dispositivo di disinserimento del circuito ad alto voltaggio alternativo si trova dietro alla copertura base del sedile, sedile lato guida (5). È contrassegnato con una targhetta di avvertenza (6) sul cavo elettrico. 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 sezionamento soccorsi standardizzato serve alle squadre di soccorso per disinserire in modo irreversibile la rete di bordo ad alto voltaggio in caso di soccorso e recupero.