D08.00-A009-79
Componentes de alta voltagem |
A9/6 | Compressor do agente refrigerante elétrico | G1/34 | Bateria de alta voltagem 4 (com Code E4T (bateria de alta voltagem (47 kWh))) | |
A79/1 | Máquina elétrica 1 | G10 | Tomada do veículo recarga em corrente contínua/recarga em corrente alternada | |
A79/3 | Módulo de comando da eletrônica de potência | N24/6 | Unidade da conexão de recarga da corrente contínua | |
A123 | Distribuidor de energia de alta voltagem 1 | N33/16 | Módulo de comando do aquecedor PTC de alta voltagem | |
A123/1 | Distribuidor de energia de alta voltagem 2 | N33/17 | Módulo de comando do aquecedor da bateria | |
G1/31 | Bateria de alta voltagem 1 | N83/3 | Módulo de comando do conversor DC/DC | |
G1/32 | Bateria de alta voltagem 2 | N83/15 | Carregador de baterias de corrente alternada para bateria de alta voltagem | |
G1/33 | Bateria de alta voltagem 3 |
Condições de funcionamento gerais da propulsão elétrica
Borne 15 LIGADO
Descrição funcional da propulsão elétrica - geral
A propulsão elétrica é composta do trem de força elétrico, ao qual pertencem a máquina elétrica 1 (A79/1), a caixa de mudanças assim como o módulo de comando da eletrônica de potência (A79/3).
A máquina elétrica 1 pode ser operada como motor para a propulsão ou como alternador para a recuperação. A velocidade de rotação da máquina elétrica 1 é registrada através do sensor de rotação esquerdo da máquina elétrica (L6/5) e do sensor de rotação direito da máquina elétrica (L6/6).
A máquina elétrica 1 é alimentada por três baterias de alta voltagem. Como opcional é disponível uma quarta bateria de alta voltagem (com Code E4T (bateria de alta voltagem (47 kWh))), a qual possibilita uma maior capacidade da bateria e, com isso, uma maior autonomia do veículo. O módulo de comando da eletrônica de potência com conversor de corrente integrado transforma a tensão contínua das baterias de alta voltagem em tensão alternada para alimentação da máquina elétrica.
O controle de propulsão e de energia é realizado através do módulo de comando do trem de força (N127). Este lê diretamente, entre outros, o sinal do módulo do pedal do acelerador (A68). Outros dados relevantes para o sistema de controle do veículo (por exemplo, a posição da marcha engatada) são lidos através do FlexRay da suspensão (CAN E).
A partir desses dados, o módulo de comando do trem de força determina a necessidade de potência da propulsão elétrica e a solicita através do CAN da propulsão elétrica (CAN ED) no módulo de comando da eletrônica de potência. O módulo de comando da eletrônica de potência ativa, através do conversor de corrente integrado, a máquina elétrica 1 com uma tensão alternada de 3 fases e monitora em relação à temperatura e ao momento de tração gerado. A máquina elétrica transmite o momento de tração através da caixa de mudanças com redução fixa para as árvores primárias e as rodas dianteiras.
No funcionamento como motor, a máquina elétrica 1 recebe das baterias de alta voltagem a energia necessária através da rede de bordo de alta voltagem. A recarga das baterias de alta voltagem ocorre durante a condução no regime de desaceleração, quando a máquina elétrica 1 trabalha como alternador, ou, de forma estacionária, através da conexão de uma fonte de corrente externa.
A fim de proteger a propulsão elétrica contra um superaquecimento, a máquina elétrica 1 e o módulo de comando da eletrônica de potência são arrefecidos.
O motorista recebe informações referentes ao fluxo de energia e ao estado da carga das baterias de alta voltagem através do display multifuncional (A1p13) no painel de instrumentos (A1).
A descrição funcional da propulsão elétrica se divide da seguinte forma:
Modo de condução
Sentido de deslocamento
Máquina elétrica
Caixa de mudanças
Recuperação
Rede de bordo de alta voltagem com baterias de alta voltagem
Rede de bordo de 12 V com bateria da rede de bordo
Auxílio da rede de bordo
Tomada do veículo
Conectar e desconectar a rede de bordo de alta voltagem
Controle térmico
Limitação de potência
Modo de condução
Durante o modo de condução é realizada a conversão da energia elétrica em energia motriz mecânica a partir das baterias de alta voltagem. A máquina elétrica 1 trabalha no modo motor. Para isso, a tensão contínua de alta voltagem a partir das baterias de alta voltagem é conduzida através de cabos elétricos e através do distribuidor de energia de alta voltagem 2 (A123/1) até o módulo de comando da eletrônica de potência.
No módulo de comando da eletrônica de potência, a tensão contínua de alta voltagem é transformado no conversor de corrente integrado em uma tensão alternada de 3 fases e conduzida até a máquina elétrica 1. O módulo de comando da eletrônica de potência avalia permanentemente, através dos sensores de rotação (L6/5, L6/6) e do sensor de temperatura da máquina elétrica (B94/2), a posição, o número de rotações e a temperatura da máquina elétrica 1.
Além disso, o módulo de comando da eletrônica de potência monitora o status do conversor de corrente e o transmite ao módulo de comando do trem de força. O módulo de comando do trem de força a partir destes dados cria um prognóstico sobre a capacidade de potência da propulsão elétrica. Baseado nestes prognósticos, o módulo de comando do trem de força solicita as prescrições de potência ao módulo de comando da eletrônica de potência.
O módulo de comando da eletrônica de potência regula, em dependência das prescrições de potência, através do conversor de corrente, a frequência e a amplitude da tensão alternada e, assim, diretamente o momento de tração gerado.
Sentido de deslocamento
O sentido de deslocamento é predefinido pelo motorista através da seleção da posição da marcha via alavanca seletora DIRECT SELECT(S16/13). O módulo de comando do módulo da coluna de direção (MRM) (N80) registra as posições da alavanca seletora, as avalia e envia sinais correspondentes para o módulo de comando do trem de força.
O módulo de comando do trem de força solicita o sentido de deslocamento correspondente a posição da alavanca seletora junto ao módulo de comando eletrônica de potência. O módulo de comando da eletrônica de potência ativa, através do conversor de corrente integrado, a máquina elétrica 1 com uma tensão alternada de 3 fases.
O tráfego para trás na posição da alavanca seletora "R" é realizada, neste caso, pela inversão do sentido da rotação da máquina elétrica 1.
O sentido de deslocamento atual é exibido no display multifuncional.
A posição da marcha "N" não é realizada pela abertura de uma embreagem, mas sim, simulada por meio de uma respectiva ativação da máquina elétrica 1.
Máquina elétrica
A máquina elétrica encontra-se na frente do veículo, no compartimento do motor, e está instalada junto com a caixa de mudanças transversalmente em relação ao sentido de deslocamento. A máquina elétrica é um motor de corrente alternada de 3 fases e pode ser operada como motor ou alternador. No modo de condução, é gerada energia de rotação mecânica para o acionamento do veículo a partir da energia elétrica. Na frenagem de recuperação é gerada energia elétrica a partir da energia mecânica. A alimentação de tensão ou a recuperação da energia ocorrem através do conversor de corrente integrado no módulo de comando da eletrônica de potência (A79/3).
Caixa de mudanças
A caixa de mudanças está instalada diretamente na máquina elétrica 1. As duas árvores primárias são encaixadas diretamente no diferencial da propulsão elétrica.
A caixa de mudanças é projetada como uma caixa de mudanças de duas velocidades com diferencial de engrenagem cônica integrado para reduzir o número de rotações da máquina elétrica 1 e aumentar o torque para acionamento das rodas.
Não se trata de uma caixa de mudanças clássica com várias marchas à frente. Há uma relação de transmissão fixa de i = 13,205. Como resultado, há apenas uma marcha à frente e uma marcha à ré, em que o tráfego para frente ou o tráfego para trás é controlado através do conversor de corrente da máquina elétrica 1. Esse fundamento técnico é a base para uma corrente mais forte com uma aceleração confortável sem interrupção da tração.
Existe a conhecida filosofia de comutação da transmissão automática com as posições da alavanca seletora "P", "R", "N" e "D". A posição da marcha selecionada é exibida no display multifuncional do painel de instrumentos. Na posição de estacionamento "P", um bloqueio de estacionamento é engatado automaticamente. Esse bloqueio de estacionamento impede o rolamento indesejado do veículo, mas não substitui o freio de estacionamento.
Recuperação
O termo recuperação representa a recuperação da energia. No regime de desaceleração, o veículo aciona a máquina elétrica 1. Como não existe nenhuma embreagem, a tração no trem de força sempre existe. Se o pedal do acelerador, com o veículo rolando, não for acionado, será acionado o modo vela ou a máquina elétrica 1 absorve a energia cinética e a transforma em energia elétrica (recuperação). A energia recuperada no regime de desaceleração é alimentada, através do conversor de corrente integrado no módulo de comando da eletrônica de potência, na rede de bordo de alta voltagem.
Mais informações estão contidas na descrição de funcionamento separada "Função da recuperação".
Rede de bordo de alta voltagem com baterias de alta voltagem
Dependendo do equipamento, são usadas 3 ou 4 baterias de alta voltagem e elas são instaladas cada uma no lado inferior do assoalho do veículo. As baterias de alta voltagem possibilitam uma condução puramente elétrica.
Para carregamento externo, o veículo é conectado à uma tomada de 230 V, uma wallbox ou uma estação de carga aberta. O carregamento ocorre através do carregador de baterias de corrente alternada do próprio veículo para bateria de alta voltagem (N83/15) ou da unidade da conexão de recarga da corrente contínua (N24/6).
No regime de desaceleração e ao frenar, a recarga se realiza através da recuperação. A máquina elétrica 1 trabalha então como alternador.
Rede de bordo de 12 V com bateria da rede de bordo
Todos os consumidores 12 V usados e o módulo de comando da rede de bordo de 12 V devem abastecer a bateria da rede de bordo (G1). Por seu lado, a rede de bordo de 12 V é alimentada com energia pelo módulo de comando do conversor DC/DC da rede de bordo de alta voltagem. Nesse processo, o módulo de comando do conversor DC/DC gera uma tensão contínua de 12 V a partir da tensão contínua de alta voltagem da rede de bordo de alta voltagem e recarrega a bateria da rede de bordo.
Auxílio da rede de bordo
O auxílio da central elétrica garante que a bateria da rede de bordo (G1) (bateria da rede de bordo de 12 V) esteja sempre carregada. Se o estado da carga da bateria da rede de bordo for inferior a um determinado valor mínimo, a bateria é recarregada pelo módulo de comando do conversor DC/DC.
Mais informações estão contidas na descrição de funcionamento separada "Função da rede de bordo de alta voltagem".
Tomada do veículo
A tomada do veículo para recarga em corrente contínua/recarga em corrente alternada (G10) garante o contato elétrico para o cabo de recarga. Durante o procedimento de carga, o conector do cabo de recarga é travado através de um servomotor.
Conectar e desconectar a rede de bordo de alta voltagem
Conforme a situação de serviço, por exemplo carregamento, manutenção ou acidente, a rede de bordo de alta voltagem pode ou deve ser conectada ou desconectada.
Mais informações estão contidas na descrição de funcionamento separada "Função da rede de bordo de alta voltagem".
Controle térmico
Para o arrefecimento e o controle de temperatura das baterias de alta voltagem, bem como para o arrefecimento da máquina elétrica 1 e dos componentes de alta voltagem, o veículo elétrico está equipado com um controle térmico. O controle térmico regula também a climatização do compartimento interno do veículo.
O controle térmico controla automaticamente, após a partida do veículo, as temperaturas da cabine do motorista, bem como das baterias de alta voltagem e componentes elétricos.
Informações detalhadas sobre o controle térmico estão contidas na descrição de funcionamento separada "Função do arrefecimento da rede de bordo de alta voltagem".
Informações detalhadas sobre o aquecimento da bateria de alta voltagem estão contidas na descrição de funcionamento separada "Função da rede de bordo de alta voltagem".
Informações detalhadas sobre a climatização estão contidas na descrição de funcionamento separada "Função da climatização do veículo elétrico".
Limitação de potência
Para proteger componentes afetados de uma sobrecarga, a potência da propulsão elétrica será limitada em determinadas condições de operação. A propulsão elétrica limita o torque real ou reduz a potência máxima possível e a velocidade sob as seguintes condições:
Baixo estado da carga das baterias de alta voltagem (a mensagem é exibida no painel de instrumentos)
Falha parcial da alta voltagem (por ex., reconhecida uma bateria de alta voltagem com defeito)
Temperatura das baterias de alta voltagem baixa demais ou alta demais
Consumo de energia elétrica das baterias de alta voltagem alto demais
A potência disponível da propulsão elétrica é representada no painel de instrumentos através do display multifuncional.
Documentos referenciados
- gf0800d9999te Visão geral dos componentes do sistema do veículo elétrico