Sistema de alta tensão Função

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 As conexões por engate dos cabos de alta voltagem na rede de bordo de alta voltagem somente podem ser separadas, após a desativação da tensão, por pessoas qualificadas e treinadas.

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 Rede de bordo de alta voltagem com classe de tensão B (tensão contínua 60 V < U  1500 V e tensão alternada 30 V < U  1000 V):
Somente oficinas especializadas com o pessoal especializado apropriado podem realizar reparos ou corrigir falhas na rede de bordo de alta voltagem.

 Todos os conectores são executados de forma protegida contra contatos.
O assentamento de todas as conexões por engate é monitorado através de um circuito Interlock.
Todos os cabos de alta voltagem são executados na cor laranja.
Todos os componentes de alta voltagem são marcados com adesivos de advertência amarelos.

Condições de funcionamento em geral

 Borne 30

Rede de bordo de alta voltagem em geral

A rede de bordo de alta voltagem descrita aqui com mais detalhes é constituída pelos seguintes componentes:

 Compressor elétrico do agente refrigerante (A9/6)

 Máquina elétrica (A79/1)

 Módulo de comando da máquina elétrica (A79/3)

 Baterias de alta voltagem (G1/18, G1/27, G1/28)

 Módulo de comando do aquecedor PTC de alta voltagem (N33/7)

 Módulo de comando do aquecedor da bateria (N33/8)

 Módulo de comando do conversor DC/DC (N83/3)

 Carregador de baterias de corrente alternada para bateria de alta voltagem (N83/11)

 Módulo do distribuidor de alta voltagem 1 (N116/5)

 Módulo do distribuidor de alta voltagem 2 (N116/10)

 Tomada de alimentação de 230 V (X58/23)

 Módulo de comando do sistema de gerenciamento da bateria (N82/2)

O módulo de comando do sistema de gerenciamento da bateria realiza todo o monitoramento da bateria de alta voltagem com relação à temperatura, tensão e correntes. Ele define os limites de segurança para estes valores e transmite valores, tais como os limites de segurança, através do CAN da propulsão híbrida (CAN L) para o módulo de comando do trem de força (N127).

As baterias de alta voltagem funcionam como acumuladores de energia estão conectadas através do módulo do distribuidor de alta voltagem 2 (N116/10) e o módulo do distribuidor de alta voltagem 1 (N116/5).

Alguns consumidores da rede de bordo de alta voltagem (por exemplo, o compressor elétrico do agente refrigerante (A9/6)) são protegidos por meio de fusíveis no módulo de fusíveis e relés no compartimento do motor (K40/10) e conectados eletricamente aos módulos dos distribuidores de alta voltagem por meio de conectores elétricos de aparafusamento ou encaixe.

A rede de bordo de alta voltagem é alimentada com energia pelas baterias de alta voltagem e em regime de desaceleração (recuperação) através de um conversor de corrente da máquina elétrica. O carregamento das baterias de alta voltagem é realizado no regime de desaceleração através de recuperação ou no modo estacionário pela conexão a uma fonte de energia elétrica externa através do carregador de baterias de corrente alternada para baterias de alta voltagem. Se as baterias de alta voltagem estiverem quase totalmente sem carga, o sistema de propulsão é desligado. Assim as baterias de alta voltagem são protegida contra uma descarga total.

O módulo de comando do trem de força serve como interface (gateway) entre os seguintes sistemas de CAN-Bus: CAN da suspensão (CAN E), CAN da propulsão híbrida (CAN L) e CAN da propulsão elétrica (CAN ED).

Sequência de funcionamento da rede de bordo de alta voltagem

As seguintes tarefas da rede de bordo de alta voltagem serão explicadas com mais detalhes:

 Carga estacionária

 Circuito de travamento

 Conectar e desconectar a rede de bordo de alta voltagem

 Arrefecimento da rede de bordo de alta voltagem

 Aquecedor das baterias de alta voltagem

Carga estacionária

A energia elétrica do veículo elétrico é disponibilizada pelas baterias de alta voltagem, que devem ser previamente carregada de modo estacionário.

 Mais informações a este respeito estão contidas na descrição de funcionamento em separado "Função de carregamento estacionário".

Circuito de travamento

O circuito de travamento serve para a proteção contra contatos de pessoas que encostam involuntariamente em componentes de alta voltagem. O circuito interlock e um contato que se antecipa e que, ao abrir uma conexão de alta voltagem, abre cronologicamente antes da abertura das conexões de alta voltagem. Desta forma é realizada uma descarga a tempo do circuito intermediário de alta voltagem através dos módulos de comando dos componentes de alta voltagem.

O circuito Interlock serve para a identificação de cabos ou pontos de acesso abertos na rede de bordo de alta voltagem. Para isso, um sinal Interlock de 12 V/88Hz é conduzido através de todos os componentes da rede de bordo de alta voltagem que podem ser removidos ou abertos. Para isso, em cada conexão encaixável de alta voltagem removível se encontra uma ponte elétrica que na extração da conexão encaixável de alta voltagem interrompe o circuito Interlock. Ao remover uma conexão por engate do módulo de comando, o circuito Interlock é interrompido pelos contatos travamento de entrada e saída.

A interrupção do circuito Interlock provoca, sob certos pré-requisitos, a abertura do contator nas baterias de alta voltagem e um encerramento de toda a rede de bordo de alta voltagem. O módulo de comando do sistema de gerenciamento da bateria (N82/2) e o carregador de baterias de corrente alternada para baterias de alta voltagem (N83/11) possuem um circuito de avaliação próprio para o sinal de Interlock. Os estados de falha podem ser apurados através da análise dos sinais de Interlock nos componentes ativos (fontes de alta voltagem) (interrupção, curto-circuito). Para tal, os respectivos estados de falha são informados ao módulo de comando do trem de força através do CAN da propulsão híbrida (CAN L). Neste se encontram o comando central e a avaliação do circuito Interlock.

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 a este respeito estão contidas na descrição de funcionamento em separado "Função de controle de energia do sistema de alta voltagem".

Arrefecimento da rede de bordo de alta voltagem

A temperatura de serviço das baterias de alta voltagem e da máquina elétrica deve se situar em uma determinada faixa, para assegurar, que a capacidade de carga, a quantidade de ciclos de carregamento e a previsão de durabilidade das baterias de alta voltagem ou a operação dos componentes de alta voltagem sejam otimizados e assegurados. Por esta razão, as baterias de alta voltagem e a máquina elétrica fazem parte dos circuitos do líquido de arrefecimento de baixa temperatura.

O circuito de baixa temperatura 1 protege os componentes de alta voltagem e a máquina elétricos dos danos provocados por superaquecimento. O controle de temperatura das baterias de alta voltagem é realizado através do circuito de baixa temperatura 2.

 Mais informações a este respeito estão contidas na descrição de funcionamento em separado "Função de arrefecimento do sistema de alta voltagem".

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Aquecedor das baterias de alta voltagem

Como o rendimento das baterias de alta voltagem depende da temperatura, ele se reduz consideravelmente com a redução das temperaturas. Além disso, os eletrólitos das baterias de alta voltagem podem "adensar" em temperaturas muito baixas. Por esta razão, durante o funcionamento do veículo e quando necessário para o procedimento de carga do bloco de baterias a temperaturas da bateria inferiores a aprox. ­15 °C, realiza-se o aquecimento automático até uma temperatura de serviço e de carregamento otimizada. Ao atingir aprox. ­15 °C, este auxílio será encerrado automaticamente.

Após a inicialização do sistema, o controle térmico controla automaticamente as temperaturas no compartimento interno do veículo, bem como também dos componentes da bateria e componentes elétricos. Com os valores de temperatura determinados e a função especial deste sistema, é possível usar uma "função de bomba de aquecimento" para o aquecimento da água.

O aquecimento das baterias de alta voltagem é realizado através do módulo de comando do aquecedor da bateria (N33/8) integrado no circuito do líquido de arrefecimento e garante que a temperatura do compartimento interno das baterias de alta voltagem não fique abaixo de ­15 °C.

O módulo de comando do aquecedor da bateria é um aquecedor PTC adicional de alta voltagem, que é ativado pelo módulo de comando do trem de força. Os elementos de aquecimento são aquecidos por meio da energização. O líquido de arrefecimento que flui através do módulo de comando do aquecedor da bateria absorve o calor dos elementos de aquecimento e, deste modo, é aquecido.

A circulação do líquido de arrefecimento aquecido é realizada através da bomba do líquido de arrefecimento do circuito de baixa temperatura 2 (M75/17). O calor gerado é transferido para as baterias de alta voltagem através do circuito do líquido de arrefecimento do circuito de baixa temperatura 2. Quando a temperatura de serviço das baterias de alta voltagem é alcançada (aprox. 20 até 35 °C), os elementos de aquecimento do módulo de comando do aquecedor da bateria deixam de ser energizados.