電気システム

車両電源回路の概要

GLC F-CELLモデル253の電源は、独立した2個の車両電源回路、すなわち高電圧バッテリ付高電圧車両電源回路と12 Vバッテリ付12 V車両電源回路です。

高電圧バッテリ付高電圧車両電源回路

フューエルセル装備の電気自動車では初めて、電気エネルギのもうひとつの供給源としてリチウムイオンバッテリが自力走行用に導入されました。高出力のリチウムイオン高電圧バッテリは、利用可能なエネルギ容量は9.3 kWhで、GLC F-CELLモデル253の後部に取り付けられています。

高電圧バッテリは、最大50 km (NEDC) のバッテリ電気のみの走行が可能です。外部からの充電は230 Vソケット、ウォールボックス、または公共充電ステーションで車両側の高電圧バッテリ交流充電器経由で行われます。

内部充電は、フューエルセルスタックで生成された電気エネルギによって行われます。この電気エネルギはパワーディストリビューションユニット経由でDC/DCコンバータに送られ、そこでバッテリ電圧に合わせて電圧レベルが変換されて、高電圧バッテリへの充電が可能になります。惰走モードおよびブレーキ時には回生による充電が行われます。この時、電気モータはオルタネータの役割を果たします。

12 Vバッテリ付12 V車両電源回路

12 V車両電源回路には、高電圧車両電源回路からDC/DCコンバータ経由でエネルギが供給されます。この時、DC/DCコンバータは高電圧車両電源回路の高電圧直流電圧から12 V直流電圧を生成し、12 V電装品用バッテリを充電します。

バッテリ電圧サポート

GLC F-CELLモデル253に取り付けられているコントロールユニットはすべて、12 V電装品用バッテリから電源供給されています。バッテリ電圧サポートは、いつでも充電されていることを確認します。バッテリの充電状態または走行中の外部温度が限界値を下回ると、DC/DCコンバータによってバッテリが充電されます。その際車両電源回路のコンフォート機能は、充電時間の間オフになります。

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高電圧バッテリ

高電圧バッテリは車内下部に取り付けられており、セル数100の最新世代リチウムイオンセル付モジュール2個（直列に接続）から構成されています。

フル充電された状態で、高電圧バッテリの定格出力電圧は365 Vです。高電圧バッテリモジュールに内蔵されている接触器は、必要に応じて、高電圧バッテリの高電圧アウトプットを高電圧車両電源回路から切り離します。高電圧バッテリはDC/DCコンバータ経由で12 V車両電源回路にもエネルギを供給します。

高電圧バッテリの許容作動温度は-25 ～ +60 °Cです。高電圧バッテリの温度は、バッテリマネジメントコントロールユニットが温度センサによって検知します。

温度が高いと、高電圧バッテリの耐用年数が短くなります。そのため、通常の作動条件の時は、高電圧バッテリはクーラント回路によって冷却されています。温度が高い時は、クーラントはエアコンの冷媒クーラント熱交換器（冷却器）によって冷却されます。このようにして、バッテリの最適な出力が保証されます。

 参照 「冷却」に関する章

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高電圧バッテリに関する注意事項

高電圧バッテリを規定にしたがって使用する場合には、危険はないと予想されます。

安全な取扱いに関する注意事項

ショートの危険を回避するため、圧力などによる機械的損傷を防止してください。熱負荷（熱作用、溶接作業）は危険の原因となります。塗装作業または乾燥工程の際は、サービスインフォメーションSI98.00-P-0020Aに注意してください。また、有毒ガスおよび腐食性ガスにより負傷する危険があります。リペアインストラクションの注意事項に従い、必要に応じて安全靴の他、人員保護装備を着用してください。事故後は以下のサービスインフォメーションに注意してください：SI54.10-P-0035A

高電圧バッテリの耐用年数に関する注意事項

車両を長期に渡り使用しなかった場合は、高電圧バッテリのSOCが十分であることを確認してください。過放電によりすでに損傷していたり、損傷の原因になる場合があります。使用しない期間が6週間以上にわたる場合、バッテリに長期間の使用停止による損傷が発生します。

車両が7日以上、気温-25 °C以下または40 °C以上の環境にさらされた場合は、バッテリに不可逆性の損傷が生じる可能性があります。バッテリ放電状態で車両を14日以上放置しないでください。バッテリが損傷する恐れがあります。

 作業中の取り扱いまたは事故が原因で損傷した高電圧バッテリは、自動車高電圧システムの電気取り扱い資格者が標準仕様車の作業範囲を調査および点検しなければなりません。損傷した高電圧バッテリは車両に取り付けないでください。

 高電圧バッテリに関する一般注意事項に注意してください：AH54.10-P-0006-01MEV

電源システム

GLC F-CELLモデル253の充電プロセスに関与するすべての構成部品（高電圧バッテリ用交流充電器、充電ソケット、充電ケーブル）は将来を見越して、国際的な規格（例：IEC62196­2）に準拠しています。そのため、さまざまな電源網および電源システムでの充電が簡単に行えます。

GLC F-CELLモデル253は、電源ソケットでも、公共充電ステーションまたはウォールボックスでも充電可能です。電源ソケットでの充電の際は、家庭内配電網への過負荷を防止するため充電電流が制限される場合があります。そのため、充電ケーブル内のコントロールボックスによって最大許容充電電流を設定できるようになっています。

充電ケーブルが接続されると、車両側の高電圧バッテリ用交流充電器が専用のコントロールライン（コントロールパイロット）を介して、充電ケーブルのコントロールボックスまたは充電ステーションとコミュニケーションを行います。この時、電源システムの出力データが伝送され、高電圧バッテリ用交流充電器に充電される電流が適切に調整されます。その後、高電圧バッテリ用交流充電器の充電プロセスがスタートします。同時に高電圧バッテリ保護のために電圧、充電量および充電時間がモニタされます。GLC F-CELLモデル253に取り付けられている高電圧バッテリ用交流充電器は、最大充電出力7.2 kWです。そのため、充電時間が大幅に短縮され、1.5時間になりました。

充電プロセスの詳細な手順とさまざまな充電方法については、最新の取扱説明書をご覧ください。

 充電時間に関するデータは、 「テクニカルデータ」の章を参照してください。

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電源ソケットを使用した充電ケーブル（モード2）

単相充電ケーブルは2種類の長さの仕様があり、それぞれ国別規定に適合しています。充電ケーブルはラゲッジルームのポケットに収納されています。

充電ケーブルには、ケーブルに付属する制御機器と保護機器 (IC-CPD) が含まれます。IEC61851に準拠した安全要件を満たすために、異常電流保護スイッチおよび出力調整用の通信装置 (PWM モジュール) が内蔵されています。ユーザおよび電気自動車を保護するために、充電ケーブル内に固定されているIC-CPDが車両コネクタとインフラストラクチャ間のパワーコンタクトを切り換え、充電電流上限を車両に伝送します。故障または電圧降下の場合は充電プロセスがただちに中断されます。充電ケーブルは、車両から電圧要求があった場合に、車両コネクタと保護コンタクトコネクタ間のパワーコンタクトを切り換えます。プラグは差し込まれていない場合、無電圧状態です。

公共の充電ステーション用充電ケーブル (モード 3)

単相充電ケーブルは国別規定に適合されており、オプション装備で2種類の長さの仕様から選ぶことができます。

充電ケーブルのモード3は、車両とIEC61851に準拠した電源システム（「充電ステーション」(EVSE)）間を接続します。EVSEには、間違い防止/過電流保護、カットオフおよび専用の充電ソケットが内蔵されています。充電ケーブルは、ケーブルの最大電流耐性のある抵抗コーディングと車両側および基盤側に規格に対応したプラグコンタクトを内蔵しています。充電ステーションは車両からの電圧要求があった場合に、パワーコンタクトをオンにします。車両コネクタまたは充電ステーションのコネクタは、接続されていない状態では無電圧です。

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車両ソケットエマージェンシロック解除

充電ケーブルプラグは、充電プロセスの際に不正に引き抜かれることがないように保護されています。プラグは、充電器電源ソケット内で電気式ロックアクチュエータモータによってロックされます。

充電プロセス後、充電ケーブルを車両ソケットから外すことができない場合（故障の場合）、エマージェンシロック解除ケーブルによって電気式ロックアクチュエータモータをロック解除することができます。エマージェンシロック解除ケーブルは、右トランクルームエッジにあります。エマージェンシロック解除ケーブルに手が届くには、その前にカバーを取り除く必要があります。機械式エマージェンシロック解除のエマージェンシロック解除ケーブルを引くと、機械式エマージェンシロック解除のターンテーブルプラットフォームが回り、充電ケーブルコネクタがロック解除されます。

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誤発信防止機能

充電プロセス中または充電ケーブルが差し込まれた状態で車両が動き出すのを防止するために、充電ケーブルコネクタが接続されていることが検知されると（プロキシミティ=ON/SNA）、誤発信防止機能が作動します。インストルメントクラスタに警告メッセージが表示されます。

誤発信防止機能は、車両スピードに応じて2種類の仕様があります：

走行中（車両スピード   km/h超）に充電ケーブルコネクタが差し込まれていることを検知

走行中（車両スピード   5km/h超）、充電ケーブルコネクタの接続（プロキシミティ=ON）が検知された場合、または充電器が故障しており、代替値（プロキシミティ=SNA）が検知された場合、次にギアレンジ「P」にシフトした時に誤発信防止機能がただちに作動します。

停止状態（車両スピード   5 km/h未満）で充電ケーブルコネクタが差し込まれていることを検知

充電ケーブルコネクタが差し込まれている（プロキシミティ=ON）ことがギアレンジ「P」または   5 km/h未満の速度で検知されると、誤発信防止機能はただちにオンになります。充電器が故障している場合は、代替値（プロキシミティ=SNA）が作成されます。この場合、誤発信防止機能はギアレンジ「P」にシフトされてからオンになります。

高電圧バッテリ用交流充電器

高電圧バッテリ用交流充電器は、後部のマルチスペースにあります。交流充電器は、充電ステーションなどの外部電圧源の交流電圧を直流電圧に変換します。

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DC/DCコンバータコントロールユニット

DC/DCコンバータは後部のマルチスペースにあります。これは、高電圧バッテリの直流電圧から12 V車両電源回路用12 V直流電圧を生成します。

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パワーエレクトロニクス

パワーエレクトロニクスはドライブシステムに内蔵されており、高電圧ディストリビュータプレートおよびクーラント回路と直接接続されています。以下の役割があります：

• 電源供給

• 電気モータドライブの制御

• 電気モータの温度およびポジションのモニタ

• ドライブトレインコントロールユニット用に利用可能なトルクに関するダイアグノシスおよび予測の作成

電気モータを作動させるために、パワーエレクトロニクス内のDC/ACコンバータは高電圧バッテリの直流電圧から、またはフューエルセルDC/DCコンバータコントロールユニットから三相交流電圧を生成します。その際、パワーエレクトロニクスによって電気モータの回転数、ロータポジションおよび温度が検出されます。

電気モータが惰走モード時にオルタネータとして作動している場合は、パワーエレクトロニクスは誘起された交流電圧を直流電圧に変換し、高電圧車両電源回路に供給します。

高電圧パワーディストリビュータ

GLC F-CELLモデル253には、フューエルセルDC/DCコンバータコントロールユニット (N129/8) と高電圧ディストリビュータプレート (F34/6) の2つの高電圧パワーディストリビュータがあります。

フューエルセルDC/DCコンバータコントロールユニットはエンジンルーム右側、フューエルセルスタックの隣に取り付けられています。これは、フューエルセルスタック内で生成された直流電圧を高電圧直流電圧に変換し、以下の高電圧部品に供給します：

• 高電圧PTCヒータ

• エグゾーストエアターボチャージャ

• エレクトリック冷媒コンプレッサ

• 高電圧ディストリビュータプレート

高電圧部品の配線を保護するために、フューエルセルDC/DCコンバータコントロールユニットにはヒューズが4個取り付けられています。高電圧ヒューズには手が届き、交換が可能です。

高電圧ディストリビュータプレート (F34/6) はエレクトリックマシン付近の後部右に取り付けられています。高電圧ディストリビュータプレートは、高電圧バッテリまたはフューエルセルDC/DCコンバータコントロールユニットから高電圧直流電圧を供給されます。高電圧直流電圧は主にパワーエレクトロニクスコントロールユニットとDC/DCコンバータコントロールユニットに分配されます。

DC/DCコンバータの配線保護用に、高電圧ディストリビュータプレートにはヒューズが取り付けられています。高電圧ヒューズには手が届き、交換が可能です。

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アコースティックインジケーター

低速走行時はどの操作モードでも車両の走行音が非常に静かなため、他の交通参加者に気づかれない、または気づかれるのが遅くなる危険があります。アコースティックインジケーターの技術的な実現のために、サウンドジェネレータが使われています。

サウンドジェネレータはコントロールユニット、オーディオエンドステージおよびスピーカから構成されます。サウンドジェネレータは、車両の右前方、エンジンルームカバーの前部下側に取り付けられています。電気自動車サウンドジェネレータはスピードとアクセルペダルポジションに応じて、0 ～ 30 km/hの間でオーディオシグナルを生成します。車速が30 km/hを上回る場合、車両の走行音と風切り音が非常に大きくなるため、サウンドジェネレータは作動停止します。

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回生ブレーキシステム (RBS)

減速時はドライブコンセプトにより回生が許可されます。その際、エレクトリックマシンはオルタネータとして作動し、ホイールでブレーキトルクを生成します。生成された電気エネルギは高電圧バッテリに戻ります。エネルギの戻りをエネルギマネジメントが制御します。可能な回生出力は高電圧バッテリのステータス（充電状態および温度）によって変化します。回生レベルとそれに関連する緩減速は、運転者が自身でブレーキペダルを操作して（約10 ％のペダルストローク）加減することができます。

車両の緩減速の場合、3種類の作動モードが可能です：

• 純粋な減速による惰走モード時にすでに回生が行われます。エレクトリックマシンはオルタネータとして作動します。回収されたエネルギは高電圧バッテリに蓄えられます。

• ブレーキペダルを軽く踏んだ場合、エレクトリックマシンが車両の減速をサポートし、回生レベルが上昇します。

• ブレーキペダルを強めに操作した場合は、フットブレーキも車両の減速に用いられます。このような作動状況の場合、両システムが組み合わせられて作動します。

手動回生とレーダアシスト回生はそれぞれ異なります。運転者は以下の回生レベルを使用できます：

• D + 最小レベルの回生、惰走モード時

• D 標準の回生

• D - 高いレベルの回生

• D 自動レーダアシスト回生

ステアリングギアシフトパドル/手動回生ブレーキ

ステアリングホイールギアシフトボタンを標準装備することで、お客様は従来のドライブと同様にシフトアップまたはシフトダウンすることができます。手動回生モードにするには、パドルを短く操作します。右パドルで回生レベルを下げます（従来のドライブのシフトアップと同様）。左パドルで減速時の回生レベルを上げます（従来のドライブのシフトダウンと同様）。可能な回生最大量は、走行速度と、その時点でのバッテリ充電状態および温度によって変化します。

 ステアリングホイールギアシフトボタン（シフトダウン）およびステアリングホイールギアシフトボタン（シフトアップ）は、エンジンドラッグトルクの手動調整に使用します。これにより、運転者は回生レベルを設定できます。

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レーダアシスト回生

アクティブディスタンスアシスト・ディストロニックエレクトリックコントロールユニットは、「前走」車両との距離および車速差を検出し、それをFlexRayサスペンションシステム経由でドライブトレインコントロールユニットに送信します。「前走」車両に対する相対速度および距離から、基準遅延度（マイナスの加速）が算出されます。ここから、エンジンドラッグトルクとして設定される要望動力または要望トルクが生じます。回生トルクの上昇による減速は、低速車に追突する際、減速している車両に追突する際、または下り坂で前を走る車両の後を走行する際に、効果を発揮します。

相対速度および距離は、アクティブディスタンスアシスト・ディストロニックエレクトリックコントロールユニットによって検出され、FlexRayサスペンションシステム経由でドライブトレインコントロールユニットに送信されます。ドライブトレインコントロールユニットは基準遅延度を算出し、回生ブレーキトルク用の要求をドライブCAN経由でパワーエレクトロニクスコントロールユニットに送信します。パワーエレクトロニクスコントロールユニットは、駆動関連でエレクトリックマシンを制御します。

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インテリジェント回生

インテリジェント回生はレーダアシスト回生に基づいています。インテリジェント回生には、「下り坂走行時の回生および車間距離調整」機能と「セーリング」の他、部分機能「スピードリミットに基づいた回生」が含まれます。この拡張機能は、カメラが受信した速度制限を評価し、回生レベルをそれに無断階に適合させるものです。コースティングシミュレーションによって回生を適合させるために、マップの速度制限も予測的に考慮に入ります。インテリジェント回生は「スピードリミットアシスト」機能をベースとしています。ベースとなるこの機能は、すべてのGLC F-CELLモデル253に装備されています。

走行状況および回生の適合の評価は、周囲の状況（センサのインフォメーション）に基づいて行われます（レーダ、カメラ、地図データなど）。