Rete di bordo a 48 V - Funzionamento

Rete di bordo a 48 V - Generalità

La rete di bordo a 48 V integra la rete di bordo a 12 V convenzionale. Essa mette a disposizione l'energia per la procedura di avviamento del motore a combustione interna e alimenta ulteriori utilizzatori. La rete di bordo a 48 V è collegata tramite la centralina di comando convertitore CC/CC (N83/1) con la rete di bordo a 12 V. Nella rete di bordo a 12 V viene quindi sostituito il convenzionale alternatore a 12 V dalla centralina di comando convertitore CC/CC. Con l'ausilio della batteria della rete di bordo a 48 V (G1/3), la rete di bordo a 48 V mette inoltre a disposizione della capacità di accumulo aggiuntiva nel sistema complessivo. La centralina di comando convertitore CC/CC è la centralina di comando master per la gestione dell'energia nella rete di bordo a 48 V.

La gestione dell'energia nella rete di bordo a 48 V calcola i limiti di corrente e tensione per la potenza erogata dall'alternatore-starter (M1/10) (motore 264) o dall'alternatore-starter integrato (A79) (motore 256) in modo da ottenere un bilancio di carica equilibrato della batteria della rete di bordo a 48 V e garantire la capacità di avviamento. La centralina di comando catena cinematica (N127) è la centralina di comando master per la gestione del gruppo propulsore nella rete di bordo a 48 V. La gestione del gruppo propulsore decide se l'alternatore-starter (motore 264) o l'alternatore-starter integrato (motore 256) genera una coppia motrice in aggiunta al motore a combustione interna o se funziona da generatore.

 Dopo un incidente le sorgenti di energia nella rete di bordo a 48 V vengono disinserite per ridurre il rischio di incendio. La centralina di comando Supplemental Restraint System (N2/10) invia il segnale di crash tramite CAN dell'interfaccia utente (CAN HMI), centralina di comando blocchetto di accensione elettronico (N73), FlexRay dell'assetto (Flex E), centralina di comando catena cinematica e CAN del sistema a trazione ibrida (CAN L) alla centralina di comando alternatore motorino di avviamento (N129) nonché tramite CAN dell'interfaccia utente, centralina di comando blocchetto di accensione elettronico e CAN dell'abitacolo (CAN B) alla centralina di comando convertitore CC/CC e poi tramite LIN della rete di bordo a 48 V (LIN B22) alla batteria della rete di bordo a 48 V.
Il segnale di crash viene inoltre segnalato tramite un cavo diretto (morsetto 30c) alla centralina di comando alternatore motorino di avviamento, alla centralina di comando convertitore CC/CC e alla batteria della rete di bordo a 48 V. In caso di incidente il morsetto 30c viene disinserito in maniera permanente attraverso il fusibile pirotecnico alto voltaggio (F33f51).
La centralina di comando alternatore motorino di avviamento, la centralina di comando convertitore CC/CC e la batteria della rete di bordo a 48 V disinseriscono quindi i loro collegamenti con la rete di bordo a 48 V. Il disinserimento verrà annullato solo quando il morsetto 30c è ON e per una volta c'è stata la commutazione, dopo morsetto 15C OFF, a morsetto 15R ON.

 La centralina di comando convertitore CC/CC sorveglia il collegamento bus alla centralina di comando Supplemental Restraint System. In caso di avaria del collegamento bus o di un livello di carica insufficiente della batteria della rete di bordo a 48 V, la centralina di comando convertitore CC/CC invia la richiesta per l'emissione di un messaggio di avvertimento tramite CAN dell'abitacolo, centralina di comando blocchetto di accensione elettronico e CAN dell'interfaccia utente alla strumentazione.

La funzione rete di bordo a 48 V comprende le seguenti funzioni parziali:

 Messa a disposizione della tensione

 Regolazione dinamica del minimo

 Riduzione consumo utilizzatori

 Raffreddamento batteria della rete di bordo a 48 V

Svolgimento della funzione messa a disposizione tensione

La funzione di messa a disposizione della tensione comprende le seguenti funzioni parziali:

 Carica della batteria della rete di bordo a 48 V

 Gestione del gruppo propulsore

Carica della batteria della rete di bordo a 48 V

La centralina di comando convertitore CC/CC legge i dati della batteria della rete di bordo a 48 V attraverso il LIN della rete di bordo a 48 V e calcola i limiti di corrente e tensione ammessi.

Successivamente la centralina di comando convertitore CC/CC invia questi valori attraverso il CAN dell'abitacolo, la centralina di comando blocchetto di accensione elettronico e il FlexRay dell'assetto alla centralina di comando catena cinematica. La centralina di comando catena cinematica valuta questi valori considerando ulteriori grandezze in ingresso (ad es. climatizzatore ON). Essa calcola la modalità dell'alternatore-starter (motore 264) o dell'alternatore-starter integrato (motore 256) in base ai limiti di corrente e tensione o in base alla curva caratteristica di carica in funzione della temperatura, per caricare in modo ottimale la batteria della rete di bordo a 48 V. Successivamente la centralina di comando catena cinematica invia la modalità calcolata attraverso il CAN del sistema a trazione ibrida all'alternatore-starter (motore 264) o alla centralina di comando alternatore-starter (motore 256).

 La carica diretta della batteria della rete di bordo a 48 V, ades. con un caricabatteria a 48 V non è prevista e può danneggiare la batteria della rete di bordo a 48 V.

Gestione del gruppo propulsore

La gestione del gruppo propulsore comprende ad es. i seguenti compiti:

 Rispettare i limiti di corrente e tensione

 Passare al recupero di energia nella fase di rilascio

 Passare al supporto coppia in fase di accelerazione

 Al cambio di marcia supportare il motore a combustione interna nell'ambito dell'adeguamento del numero di giri

 Portare il motore a combustione interna in un campo di rendimento più efficiente aggiungendo ulteriore carico o togliendo carico

Veicoli con motore 264:

La centralina di comando catena cinematica comunica attraverso il CAN del sistema a trazione ibrida con l'alternatore-starter e valuta il carico di quest'ultimo.

La centralina di comando convertitore CC/CC legge i dati della batteria della rete di bordo a 48 V attraverso il LIN della rete di bordo a 48 V. Essa valuta tutte le informazioni rilevanti e calcola i limiti di corrente e tensione ammessi. Successivamente la centralina di comando convertitore CC/CC invia questi valori attraverso il CAN dell'abitacolo, la centralina di comando blocchetto di accensione elettronico e il FlexRay dell'assetto alla centralina di comando catena cinematica. La centralina di comando catena cinematica li valuta considerando ulteriori grandezze in ingresso (ad es. climatizzatore ON) e calcola la modalità ottimale dell'alternatore-starter. Successivamente la centralina di comando catena cinematica invia la modalità calcolata attraverso il CAN del sistema a trazione ibrida all'alternatore-starter che la imposta di conseguenza. Inoltre la centralina di comando catena cinematica controlla la plausibilità delle grandezze in ingresso per escludere una carica eccessiva o una carica insufficiente della batteria della rete di bordo a 48 V.

La centralina di comando catena cinematica confronta la modalità ottimale dell'alternatore-starter con la sua potenza effettiva ed è così in grado di rilevare lo stato energetico della rete di bordo a 48 V. Il confronto costante e le corrispondenti correzioni prendono il nome di "gestione della potenza". Se viene riconosciuto che i limiti di corrente e tensione ammessi non possono essere rispettati, la gestione della potenza viene gradualmente ridotta. L'alternatore-starter può quindi fornire la sua massima potenza.

Veicoli con motore 256:

La centralina di comando catena cinematica comunica tramite CAN del sistema a trazione ibrida con la centralina di comando alternatore motorino di avviamento e valuta il carico dell'alternatore-starter integrato.

La centralina di comando convertitore CC/CC legge i dati della batteria della rete di bordo a 48 V attraverso il LIN della rete di bordo a 48 V. Essa valuta tutte le informazioni rilevanti e calcola i limiti di corrente e tensione ammessi. Successivamente la centralina di comando convertitore CC/CC invia questi valori attraverso il CAN dell'abitacolo, la centralina di comando blocchetto di accensione elettronico e il FlexRay dell'assetto alla centralina di comando catena cinematica. La centralina di comando catena cinematica valuta questi valori considerando ulteriori grandezze in ingresso (ad es. climatizzatore ON) e calcola la modalità ottimale dell'alternatore-starter integrato. Successivamente la centralina di comando catena cinematica invia la modalità calcolata attraverso il CAN del sistema a trazione ibrida alla centralina di comando alternatore-starter la quale regola la modalità ottimale. Inoltre la centralina di comando catena cinematica controlla la plausibilità delle grandezze in ingresso per escludere una carica eccessiva o una carica insufficiente della batteria della rete di bordo a 48 V.

La centralina di comando catena cinematica confronta la modalità ottimale dell'alternatore-starter integrato con la sua potenza effettiva ed è così in grado di rilevare lo stato energetico della rete di bordo a 48 V. Il confronto costante e le corrispondenti correzioni prendono il nome di "gestione della potenza". Se viene riconosciuto che i limiti di corrente e tensione ammessi non possono essere rispettati, la gestione della potenza viene gradualmente ridotta. L'alternatore-starter integrato può quindi fornire la sua massima potenza.

 Se a causa di un guasto i dati della batteria della rete di bordo a 48 V non sono disponibili, la gestione dell'energia commuta ad una tensione fissa il cui valore dipende dall'ultimo livello di carica trasmesso.

Regolazione dinamica del minimo

La regolazione dinamica del minimo regola il numero di giri al minimo del motore in modo tale che al minimo non si verifichi il prelievo di una corrente inammissibilmente alta dalla batteria della rete di bordo a 48 V. Con un carico di utilizzatori elevato viene regolato un numero di giri al minimo più alto affinché l'alternatore-starter (motore 264) o l'alternatore-starter integrato (motore 256) fornisca una corrente maggiore e la batteria della rete di bordo a 48 V venga sollecitata in modo minore.

Riduzione consumo utilizzatori

Se l'alternatore-starter (motore 264) o l'alternatore-starter integrato (motore 256) non è più in grado di mettere a disposizione la potenza elettrica richiesta, il carico della rete di bordo viene ridotto mediante il disinserimento di utilizzatori nella rete di bordo a 48 V. Ciò evita un bilancio di carica troppo negativo della batteria della rete di bordo a 48 V. La capacità di avviamento del motore rimane invariata. Se la potenza elettrica richiesta per la stabilizzazione della tensione della rete di bordo può essere di nuovo messa a disposizione, gli utilizzatori vengono di nuovo inseriti.

Presupposti per il funzionamento raffreddamento batteria della rete di bordo a 48 V

 Organi della trasmissione pronti al funzionamento

 Temperatura batteria della rete di bordo a 48 V > 25°C

Raffreddamento batteria della rete di bordo a 48 V

Le prestazioni della batteria della rete di bordo a 48 V dipendono dalla temperatura della batteria. Per poter utilizzare la batteria della rete di bordo a 48 V in un ampio intervallo di temperature, essa viene raffreddata con acqua tramite il circuito a bassa temperatura 2. Responsabile per la regolazione della temperatura è la centralina di comando catena cinematica. Essa regola la temperatura della batteria attraverso la portata volumetrica del liquido di raffreddamento. A causa dell'accoppiamento termotecnico, insieme alla batteria della rete di bordo a 48 V viene raffreddata anche la centralina di comando convertitore CC/CC.

La batteria della rete di bordo a 48 V invia i seguenti segnali attraverso il LIN della rete di bordo a 48 V, la centralina di comando convertitore CC/CC, il CAN dell'abitacolo, la centralina di comando blocchetto di accensione elettronico e il FlexRay dell'assetto alla centralina di comando catena cinematica:

 Temperatura minima batteria della rete di bordo a 48 V

 Temperatura massima batteria della rete di bordo a 48 V

 Temperatura batteria della rete di bordo a 48 V

La centralina di comando catena cinematica legge direttamente il sensore di temperatura circuito a bassa temperatura 2 (B10/14).

P20.00-2653-79

La centralina di comando catena cinematica valuta i dati del sensore di temperatura circuito a bassa temperatura 2 e attiva secondo necessità la pompa di circolazione 2 circuito a bassa temperatura attraverso il LIN della catena cinematica (LIN C3). In questo contesto un aumento della potenza della pompa determina un aumento della portata volumetrica del liquido di raffreddamento e quindi una maggiore dissipazione del calore sulla batteria della rete di bordo a 48 V. Viceversa viene dissipato meno calore con una potenza della pompa inferiore.

Il calore presente nel circuito a bassa temperatura 2 viene dissipato all'ambiente circostante tramite il radiatore del circuito a bassa temperatura 2.

 Nella batteria della rete di bordo a 48 V è integrato un elemento riscaldante e raffreddante che viene attivato dalla centralina di comando convertitore CC/CC. In questo modo può essere asportata una quantità maggiore di calore. In presenza di temperature basse l'elemento riscaldante e raffreddante viene utilizzato anche per il riscaldamento, in modo che la batteria della rete di bordo a 48 V raggiunga più rapidamente la sua temperatura di esercizio ottimale.

 La centralina di comando catena cinematica invia il segnale "raffreddamento ad acqua attivo" attraverso il FlexRay dell'assetto, la centralina di comando blocchetto di accensione elettronico e il CAN dell'abitacolo alla centralina di comando convertitore CC/CC.