Informacja wprowadzająca - debiut

Informacje ogólne

Koncepcja napędu hybrydowego w Klasie C łączy zalety oszczędnego silnika spalinowego z zaletami kompaktowego silnika elektrycznego. Dzięki modularyzacji systemu napędu hybrydowego udało się opracować innowacyjny projekt napędu hybrydowego. Potrafi on sprostać wymaganiom pojazdu Mercedes-Benz nie tylko w odniesieniu do komfortu, bezpieczeństwa i technologii, lecz również wyznacza nowe standardy w zakresie zużycia paliwa i emisji zanieczyszczeń. Bez ograniczeń pozostają również komfort klimatyzowania i kierowania dzięki elektrycznej sprężarce układu klimatyzacji i elektrycznej wspomaganej przekładni kierowniczej. To rozwiązanie umożliwia eksploatację obu systemów również podczas wyłączenia silnika spalinowego. W C 300 BlueTEC HYBRID oprócz alternatora 12V zamontowany jest również rozrusznik.

P08.30-2104-79

System hybrydowy

System hybrydowy obejmuje sterowanie silnikiem spalinowym, modułem sterującym elektronicznego modułu zasilania za pomocą maszyny elektrycznej instalacji wysokiego napięcia za pomocą modułu sterującego systemu zarządzania akumulatorem. Funkcję master pełni moduł sterujący pracą silnika, który obejmuje strategię pracy oraz pełni rolę koordynatora pracy zespołów, sterując w ten sposób wszystkimi momentami obrotowymi w hybrydowym układzie napędowym w celu osiągnięcia jak najniższych strat i tym samym jak najniższego zużycia paliwa. Moduł sterujący zespołu napędowego obejmuje funkcję zarządzenia wysokim napięciem i koordynuje wszystkie przepływy energii w systemie hybrydowym. Moduł sterujący pracą silnika służy jako złącze (magistrala) pomiędzy trzema systemami szyn danych CAN napędu hybrydowego, CAN napędu i CAN silnika oraz tworzy w systemie CAN połączenie z komponentami:

 Moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania

 Moduł sterujący układu zarządzania akumulatorem

 Moduł sterujący całkowicie zintegrowanego układu sterowania pracą skrzyni biegów

 Moduł sterujący elektronicznego programu stabilizacji jazdy

 Moduł sterujący zespołu napędowego

Komponenty systemu hybrydowego spełniają między innymi następujące funkcje:

Moduł sterujący silnika jest odpowiedzialny za sterowanie silnikiem spalinowym i obliczanie zadanego momentu obrotowego osi przez określanie priorytetów zewnętrznych postulatów momentu obrotowego i ich realizację. Do wytworzenia momentu obrotowego napędu stosowany jest albo tylko silnik spalinowy konwencjonalny tryb jazdy), tylko maszyna elektryczna (elektryczny tryb jazdy) lub maszyna elektryczna w połączeniu z silnikiem spalinowym (hybrydowy tryb jazdy). Maszyna elektryczna wytwarza silnikowy moment obrotowy podczas przyspieszania lub pracuje alternatorowo podczas rekuperacji.

Moduł sterujący elektronicznego układu zasilania kontroluje i reguluje pracę maszyny elektrycznej. Zmienia wytworzone przez maszynę elektryczną trójfazowe napięcie zmienne w napięcie stałe o wartości 126-V i odwrotnie. W module elektronicznego układu zasilania zintegrowany jest przetwornik DC/DC jako dwukierunkowy przetwornik napięcia stałego, który wytwarza wysokie i niskie napięcie stałe i przenosi je pomiędzy instalacją wysokiego napięcia a siecią pojazdu 12V.

Moduł sterujący systemu zarządzania akumulatorem monitoruje zintegrowany w module wysokiego napięcia akumulator wysokiego napięcia, który magazynuje napięcie stałe 126 V. W celu ładowania akumulatora wysokiego napięcia silnik spalinowy napędza maszynę elektryczną, która jako alternator generuje napięcie zmienne. To napięcie jest przekształcane przez elektroniczny moduł zasilania w napięcie stałe 126 V. W celu odzyskania energii ruchu lub wytworzenia żądanego momentu hamowania, maszyna elektryczna jest zasterowywana alternatorowo i zmienia energię ruchu w energię elektryczną, która zostaje zmagazynowana.

Moduł sterujący w pełni zintegrowanego układu sterowania pracą skrzyni biegów przejmuje nadzorowanie i sterowanie automatyczną skrzynią biegów.

P27.00-2441-79

Przekładnia hybrydowa

Model C 300 BlueTEC HYBRID jest wyposażony w 7-biegową automatyczną skrzynię biegów (7G-TRONIC), która została dostosowana do napędu hybrydowego. W skrzyni biegów można wyróżnić następujące grupy konstrukcyjne:

 Sprzęgło mokre z tłumikiem drgań

 Przetwornik energii

 Pompa oleju (pompa główna) wytwarzająca niezbędne ciśnienie oleju i gwarantująca smarowanie elementów przełączających i miejsc łożyskowań

 Dodatkowa elektryczna pompa oleju przekładniowego do wytwarzania potrzebnego ciśnienia oleju i do pewnego smarowania elementów przełączających i miejsc łożyskowań podczas jazdy na napędzie elektrycznym.

 Układ chłodzenia oleju do zoptymalizowanego, szybkiego odprowadzania ciepła

 Obudowa skrzyni biegów z układem mechanicznym skrzyni biegów (szeregi planetarne, mechanizm blokady parkowania, sprzęgła wielopłytkowe i hamulce wielopłytkowe)

 Elektryczna jednostka sterująca ze zintegrowanym elektrohydraulicznym uruchamianiem blokady parkowania

Układ hamulcowy

Układ hamulcowy jest wykonany jako hydrauliczny dwuobwodowy układ hamulcowy ze standardową regulacją hamowania ADAPTIVE BRAKE.

Model C 300 BlueTEC HYBRID ma układ hamulcowy z regulacją hamowania - rekuperacyjny układ hamulcowy (RBS). Rekuperacyjny układ hamulcowy jest modularnie zbudowanym systemem regulacji hamowania i dynamiki jazdy (w przypadku usterki wyłączane są tylko funkcje dotknięte usterką). Jest on ulepszeniem elektronicznego programu stabilizacji jazdy (ESP®) i obejmuje między innymi funkcje ESP® i rekuperacyjnego hamowania. Rekuperacyjne hamowanie jest zdefiniowane jako moment hamowania, dowolnie dzielony przez oprogramowanie. W zależności od warunków jazdy moduł sterujący ESP® dzieli postulowany przez kierowcę całkowity moment hamowania na rekuperacyjną (realizowaną przez zespół napędowy) i hydrauliczną (realizowaną przez hamulce kół) część momentu hamowania oraz postuluje rekuperacyjną część w module sterującym pracą silnika. W przypadku rekuperacyjnej części momentu hamowania zawsze chodzi o odzyskiwanie energii hamowania. W pojazdach hybrydowych system ESP® Premium został tak zmodyfikowany, że w rekuperacyjnym układzie hamulcowym wbudowany w system ESP® zawór odcinający podczas normalnego (bezusterkowego) działania zamyka połączenie hydrauliczne między pompą hamulcową a obwodem hamulcowym osi tylnej. Oznacza to, że koła osi tylnej mogą być hamowane albo przez alternator elektryczny, albo przez zespół hydrauliczny. Przedstawiany na żółto dodatkowy przewód elastyczny służy do zasilania płynem hamulcowym w celu autonomicznego wzrostu ciśnienia systemu ESP na osi tylnej. W przypadku wymiany zespołu hydraulicznego lub pompy hamulcowej należy odpowietrzyć ten elastyczny przewód za pomocą XENTRY Diagnostik.

P54.10-4085-76

Urządzenia zabezpieczające przed wysokim napięciem w pojeździe

Wyłączanie napięcia: przed rozpoczęciem prac naprawczych, po wypadku lub w celu wykonania prac serwisowych bez stwarzania zagrożenia w wyniku porażenia prądem konieczne jest wyłączenie napięcia instalacji elektrycznej wysokiego napięcia za pomocą systemu diagnostycznego XENTRY Diagnostics. Nieuprawnione ponowne włączenie instalacji elektrycznej wysokiego napięcia jest uniemożliwiane poprzez umieszczenie dostępnego w handlu zabezpieczenia pałąkowego przy urządzeniu do wyłączania wysokiego napięcia.

 Wyłączania napięcia może dokonywać wyłącznie przeszkolony personel.

Obwód blokowania: obwód blokowania dłuży do ochrony osób przed przypadkowym dotknięciem części aktywnie przewodzących napięcie. W tym celu sygnał wyłączania wysokiego napięcia 12 V/88 Hz przechodzi przez wszystkie możliwe do zdemontowania lub otworzenia elementy instalacji wysokiego napięcia. W tym celu w każdym demontowanym złączu wysokiego napięcia znajduje się mostek stykowy, który podczas demontażu złącza wysokiego napięcia przerywa obwód wyłączania wysokiego napięcia. Dodatkowo obwód wyłączania wysokiego napięcia jest w połączeniu szeregowym prowadzony poprzez złącza 12 V modułów sterujących komponentów wysokiego napięcia. Podczas odłączania wtyku modułu sterującego poprzez styki obwodu wejścia i wyjścia obwodu wyłączania wysokiego napięcia przerywany jest obwód wysokiego napięcia. Przerwanie obwodu wyłączania wysokiego napięcia powoduje otwarcie stycznika w module akumulatora wysokiego napięcia i wyłączenie całej instalacji wysokiego napięcia, w szczególności wyłączenie i rozładowanie modułu sterującego elektronicznego układu zasilania.

Rozłączanie galwaniczne:

 Instalacja wysokiego napięcia jest odizolowana od nadwozia pojazdu oraz od instalacji elektrycznej 12 V.

Wyrównanie potencjałów:

 Wszystkie obudowy komponentów wysokiego napięcia są poprowadzone poprzez oddzielne przewody wyrównywania potencjałów na masie nadwozia.

 Ekranowanie przewodów wysokiego napięcia jest również zrealizowane na masie nadwozia.

Monitorowanie rezystancji izolacyjnej: błędy są wyświetlane w zestawie wskaźników.

 Rozpoznawane są błędy w całej instalacji elektrycznej wysokiego napięcia.

 Wyłączanie instalacji elektrycznej wysokiego napięcia w razie zwarcia: stopniowe wyłączanie w przypadku zwarcia za pośrednictwem oprogramowania i bezpiecznika

Ochrona przed zagrożeniami spowodowanymi prądem elektrycznym:

 Bezpośrednia ochrona przed dotknięciem komponentów wysokiego napięcia.

 Kolorowe oznaczenia (pomarańczowe przewody) komponentów, które posiadają podczas pracy wysokie napięcie.

 Wskazówki ostrzegawcze o komponentach wysokiego napięcia.

Wyłączenie instalacji wysokiego napięcia następuje w razie wypadku poprzez wyzwolenie pirotechnicznego elementy rozłączającego, który jest wysterowywany przez moduł sterujący systemu zabezpieczającego przed skutkami wypadków w razie rozpoznania zderzenia:

 Rozłączanie źródeł energii i pamięci na wszystkich stykach

 Wyłączanie trybu alternatora (zarówno maszyna elektryczna, jak również przetwornik DC/DC)

 Rozładowanie kondensatorów obwodu pośredniego poniżej niebezpiecznego zakresu napięcia

Aktywne rozładowanie:

 Zapewnienie ochrony przed napięciem resztkowym poprzez rozładowanie kondensatorów obwodu pośredniego poniżej niebezpiecznego zakresu napięcia.

P54.18-5265-75

Stan naładowania akumulatora wysokiego napięcia (SOC)

Ustalanie stopnia naładowania akumulatora wysokiego napięcia w formie tzw. wartości SOC (State of Charge) następuje na podstawie przekazywanych przez moduł sterujący systemu zarządzania pracą akumulatora i moduł sterujący elektronicznego układu zasilania poprzez system szyn CAN danych o napięciu, przepływach prądu i temperaturze akumulatora wysokiego napięcia oraz przepływach prądu podłączonych odbiorników instalacji wysokiego napięcia. Moduł sterujący zespołu napędowego oblicza według tych danych wartość SOC i udostępnia ją w formie procentowej (0 do 100 %) innym modułom sterującym, działającym w systemie CAN.

Wspomaganie instalacji wysokiego napięcia (tryb Boost)

Jeśli przy uruchamianiu systemu napędu hybrydowego moc akumulatora wysokiego napięcia jest bardzo niska (poniżej SOC), a stopień naładowania akumulatora głównego (G1) bardzo wysoki lub podłączone jest zewnętrzne źródło zasilania, zdolność rozruchową można zapewnić przez transfer energii ze strony instalacji elektrycznej 12V na stronę instalacji wysokiego napięcia.

Wymiana energii między instalacją wysokiego napięcia i instalacją 12 V

Moduł zarządzania energią w module sterującym zespołu napędowego steruje oprócz przepływów energii w instalacji wysokiego napięcia również przekształcaniem napięcia i wymianą energii z i do instalacji 12 V. W tym celu moduł sterujący zespołu napędowego komunikuje się poprzez system szyn CAN z modułem sterującym elektronicznego modułu zasilania oraz poprzez moduł sterujący CDI z alternatorem.

P54.10-3905-11

P54.10-3906-11