Controle da energia do sistema de alta voltagem - função

S08.00-A021-79

Controle de energia geral da rede de bordo de alta voltagem

O controle de energia da rede de bordo de alta voltagem administra a disponibilização (abastecimento) e o consumo (doméstico) de energia elétrica. O objetivo é um baixo consumo de energia e um procedimento de carga ideal.

A rede de bordo de 12 V é alimentada através do módulo de comando do conversor DC/DC (N83/3), que, nesse caso, funciona como um gerador em um veículo de combustão convencional.

A função de controle de energia está integrada no módulo de comando do trem de força (N127).

Os seguintes componentes participam de forma relevante no controle de energia da rede de bordo de alta voltagem:

 Máquina elétrica

 Baterias de alta voltagem

 Módulo de comando do sistema de gerenciamento da bateria

 Carregador de baterias de corrente alternada para bateria de alta voltagem

 Módulo de comando do trem de força

 Módulo de comando da máquina elétrica

 Tomada de alimentação 230 V

Em detalhe, o controle de energia abrange as seguintes funções:

 Auxílio da rede de bordo

 Conectar e desconectar a rede de bordo de alta voltagem

 Manobra de intertravamento

 Controle da isolação

 Distribuição de energia

 Programas de condução "C", "E", "E+"

Auxílio da rede de bordo

Todos os módulos de comando usados são alimentados pela bateria da rede de bordo (G1) da rede de bordo de 12 V. A bateria da rede de bordo fica localizada na caixa do banco individual do acompanhante. Quando o veículo está parado, sem a ignição ligada, todos os consumidores são alimentados pela bateria da rede de bordo.

O auxílio da rede de bordo garante que a bateria da rede de bordo esteja sempre carregada. Se o estado de carga da bateria da rede de bordo ou a temperatura externa ficar abaixo de um valor limiar durante o funcionamento do veículo, ela será carregada pelo módulo de comando do conversor DC/DC (N83/3). O módulo de comando do conversor DC/DC converte a alta tensão da rede de bordo de alta voltagem para o nível de tensão da rede de bordo de 12 V para a alimentar os consumidores de 12 V e carregar a bateria da rede de bordo. Para isso, o módulo de comando do conversor DC/DC recebe do módulo de comando do módulo de registro e ativação do sinal (SAM) (N10/1) uma prescrição de valor especificado de tensão para a rede de bordo de 12 V.

Após a ignição ter sido ligada, a tensão existente da bateria da rede de bordo é verificada e, conforme necessário, carregada ou auxiliada via módulo de comando do conversor DC/DC através das baterias de alta voltagem (G1/18, G1/27, G1/28). Os consumidores da rede de bordo de 12 V continuam a ser alimentados através da bateria da rede de bordo.

Se o estado de carga da bateria da rede de bordo ou a temperatura externa ficarem abaixo de um valor limiar durante o funcionamento do veículo, a conexão da rede de bordo de alta voltagem para suportar e, eventualmente, carregar a rede de bordo de 12 V, incluindo a bateria da rede de bordo, também ocorre após verificação prévia.

Ao conectar o cabo de recarga na tomada da alimentação de 230 V (X58/23) e à rede elétrica privada (conexão doméstica estacionária) ou uma rede elétrica pública (estação de carga), as baterias de alta voltagem são carregadas externamente.

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. A saída de alta voltagem das baterias de alta voltagem pode então ser desconectada da rede de bordo de alta voltagem, através dos contatores comandados pelo módulo de comando do trem de força.

Em caso de acidente, um sistema de segurança detecta a gravidade do acidente e decide se a rede de bordo de alta voltagem deve ser desligada de forma reversível ou irreversível.

 Reversível: danos triviais menores sem acionamento do airbag ou interferência da rede de bordo de alta voltagem. A memória intermediária de alta voltagem é descarregada em poucos segundos. O veículo pode ser reiniciado através da ignição.

 Irreversível: A alimentação de tensão dos contatores é interrompida por um elemento pirotécnico. A memória intermediária de alta voltagem é descarregada em poucos segundos. O veículo não pode ser reiniciado pelo operador.

S08.00-A022-75

S08.00-A015-76

Desativação manual da tensão da rede de bordo de alta voltagem

Há dois dispositivos de desligamento de alta voltagem:

 Dispositivo de desligamento da alta voltagem (Service­Disconnect):

O dispositivo de desligamento da alta voltagem (S7) no compartimento do motor serve para a oficina desativar o veículo.

Ele está localizado no cabo de carga dos contatores, é conectado em série e pode ser removido para manutenção. O dispositivo de desligamento da alta voltagem está localizado no suporte de módulo (3) dianteiro direito no compartimento do motor.

 Dispositivo de desligamento de alta voltagem alternativo em caso de emergência (ponto de separação de resgate):

O dispositivo de desligamento da alta voltagem alternativo está localizado na caixa do banco individual do acompanhante. Ele está identificado com uma plaqueta indicadora (2). Nesse caso, o cabo elétrico deve ser cortado no ponto de separação marcado. O cabo elétrico não está localizado na rede de bordo de alta voltagem.

O ponto de separação de resgate padronizado auxilia os serviços de resgate para o desligamento irreversível da rede de bordo de alta voltagem durante o resgate e a recuperação.

 O dispositivo de desligamento da alta voltagem alternativo só deve ser acionado se o dispositivo de desligamento da alta voltagem (Service­Disconnect) no compartimento do motor não puder ser acionado, uma vez que esse passo é irreversível.

 Para os serviços de resgate, há dois adesivos especiais com o QR-Code® como um link para o mapa de resgate. Os mesmos se localizam no lado interno da tampa da tomada do veículo assim como na coluna B do lado do acompanhante. Eles identificam a posição dos componentes da rede de bordo de alta voltagem, assim como equipamentos pirotécnicos e dispositivos de desligamento.

Manobra de intertravamento

Se o circuito Interlock for interrompido, por  exemplo pela separação de uma conexão por engate, isso causa uma abertura dos contatores nas baterias de alta voltagem através da interrupção da alimentação de tensão. A abertura do contator leva à queda da rede de bordo de alta voltagem.

Além disso, está integrada uma descarga rápida ativa nos componentes de alta voltagem, porque a rede de bordo de alta voltagem não fica de imediato sem energia após a abertura do contator devido aos capacitores nos componentes de alta voltagem.

Se o circuito Interlock for interrompido durante o funcionamento do veículo, ocorrerá o desligamento da rede de bordo de alta voltagem somente após a primeira parada do veículo, quando a alavanca seletora, com o veículo parado, for colocada na posição "N" ou a chave for girada na posição "Desligado".

 Para se poder executar os serviços sem perigo devido a choque elétrico, a rede de bordo de alta voltagem também precisa ser desligada. Para isso, o dispositivo de desligamento de alta voltagem (S7) dianteiro direito no compartimento do motor pode ser acionado, interrompendo também o circuito Interlock.

Controle da isolação

Por meio do monitoramento do isolamento dos componentes de alta voltagem é possível detectar precocemente as falhas de isolamento na rede de bordo de alta voltagem. Há um sensor integrado em cada bateria de alta voltagem, que mede a resistência permanentemente. O valor medido é enviado via CAN da propulsão híbrida (CAN L) pelo módulo de comando do sistema de gerenciamento da bateria (N82/2) para o módulo de comando do trem de força e é lá analisado. Se um determinado valor mínimo da resistência não for atingido, não é mais possível carregar as baterias de alta voltagem, nem conduzir o veículo.

Distribuição de energia

A estratégia de serviço do no veículo foi projetada para o comando dinâmico do fluxo de energia. Assim, a energia necessária para as situações de serviço que surjam é disponibilizada a tempo. Para isso, inúmeras informações fluem para o comando inteligente, que avalia estas informações e disponibiliza o momento de tração correspondente. Estas informações incluem a solicitação do motorista, as solicitações sobre o veículo, e as condições ambientais.

Também a vida útil que pode ser alcançada pelo acumulador de energia depende consideravelmente da estratégia de operação. Isto exige, especialmente no caso de aquecimento, um controle inteligente da energia, que aproveite todas as fontes de energia disponíveis, para estender o alcance do veículo. Nisso, a distribuição de energia para os componentes de alta voltagem é limitada, dependendo da situação de condução atual (rede de bordo de 12 V, funções de aquecedor e climatização).

Programas de condução "C", "E", "E+"

São oferecidos três programas de condução. Na partida, o programa de condução básico "E" ("Economy") está ativo. Ambos os programas "C" (Comfort) e "E+" (Economy Plus) podem ser selecionados através da tecla do programa de condução (N72/1s6) no console central.

O programa de direção "E+" foi projetado para ser o mais econômico possível. Fazem parte disso uma limitação da velocidade máxima definida pelo modo de construção, a adequação da curva característica do pedal do acelerador, bem como a regulagem fixa do nível máximo de recuperação.

Além disso existe um boost de aceleração como função com prazo de tempo, que é ativação através da funcionalidade Kick-down do pedal do acelerador.

No modo Economy, o aquecedor ou o ar-condicionado mudam para um programa de economia de energia.

 Mais informações relativas a isso estão contidas na descrição de funcionamento separada "Função do veículo elétrico".