Função climatização do veículo elétrico

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Condições básicas de funcionamento da climatização do veículo elétrico, informações gerais

 Funções operacionais: borne  15 LIGADO

 Climatização automática ativada

 Trem de força operacional (Status "READY")

Climatização do veículo elétrico, informações gerais

O módulo de comando do contato de ignição eletrônico (EZS) (N73/8) envia o status do borne 15 para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática (N22/2).

O módulo de comando do trem de força (N127) envia o sinal "Propulsão elétrica READY" para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática.

A regulagem do aquecimento e a ventilação ocorrem através do módulo e dispositivo de comando da climatização automática.

O controle térmico controla automaticamente as temperaturas do compartimento interno do veículo e das baterias de alta tensão e dos componentes elétricos depois do arranque do sistema. Com os valores de temperaturas apurados e a função especial desse sistema é possível utilizar uma "função de bomba de calor" para o aquecimento da água.

A regulagem do sistema "bomba de calor" está definida de modo que a utilização de calor residual das baterias de alta voltagem ou da energia circundante disponível permite, por norma, alcançar um valor de aquecimento entre 1,5 e 2,5.

Assim, o consumo energético das baterias de alta voltagem para regular a temperatura do compartimento interno do veículo e das baterias de alta voltagem é reduzido e, consequentemente, a autonomia do veículo aumenta.

 O valor de aquecimento ("Coefficient of Performance") descreve a relação entre a potência calorífica fornecida e a potência elétrica consumida da bomba de calor.

O compressor elétrico do agente refrigerante (A9/6) no compartimento do motor é um componente importante do sistema. A falta dos ruídos de um motor de combustão interna permite, em certas circunstâncias, percepcionar ruídos secundários, como, por exemplo, os do compressor elétrico do agente refrigerante.

 Informações detalhadas sobre o arrefecimento e o controle térmico podem ser encontradas na descrição de funcionamento separada "Função do arrefecimento da rede de bordo de alta voltagem".

A função de climatização abrange as subfunções seguintes:

 Ventilação, Função

 Circulação do agente refrigerante, funcionamento

 Regulagem da climatização

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Difusores de ventilação adicionais
O código FJ6 (área central com 2 porta-objetos pequenos DIN e difusor de ventilação) contém dois porta-objetos pequenos DIN na área central do painel e dois difusores de ventilação adicionais para uma distribuição do ar melhorada. O equipamento está opcionalmente disponível.

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Ventilação, Função

A ventilação é responsável pela renovação do ar no compartimento interno do veículo dianteiro (circulação do ar) e adicionalmente pelas seguintes condições:

 Desembaçamento dos vidros

 Suprimento de oxigênio dos ocupantes do veículo

 Alcance rápido da temperatura uniforme e agradável no compartimento interno dianteiro do veículo

A ventilação pode ocorrer em um dos seguintes modos de operação:

 Operação de ar fresco

 Modo circulação do ar

A seleção da operação de ar fresco ou de circulação é controlada através das seguintes teclas:

 Tecla ar de recirculação (N22/2s8)

 Tecla distribuição do ar (N22/2s5)

As teclas estão integradas no módulo e dispositivo de comando da climatização automática.

O comando do caudal é aumentado ou reduzido através das diferentes variantes da escala do ventilador do servomotor da portinhola do ar externo/de recirculação do ar (M2/5) e dos servomotores da portinhola de mistura do ar (M2/6, M2/7) através do regulador do ventilador eletrônico (N29).

A distribuição do ar fresco ou do ar de circulação aspirado no compartimento interno dianteiro do veículo então é realizada, dependendo da solicitação de distribuição do ar, através dos seguintes difusores de ar:

 Difusor para degelo na janela lateral esquerda e direita

 Difusores laterais giratórios esquerdo e direito

 Difusores laterais giratórios esquerdo e direito (com código FJ6 (área central com 2 porta-objetos pequenos DIN e difusor de ventilação))

 Difusores do compartimento dos pés esquerdo e direito

 Difusores para degelo no para-brisa

A função de ventilação engloba as seguintes subfunções:

 Operação de ar fresco

 Modo circulação do ar

 Comando das borboletas condutoras de ar

Operação de ar fresco

A operação com ar externo está ativada, se o LED na tecla de ar de recirculação não estiver aceso. O motor de ajuste da tampa de ar fresco/ar de circulação (M2/5) ajusta a tampa do ar fresco e de circulação para a posição "Ar fresco aberto". Nessa posição, o servomotor da portinhola do ar externo/de recirculação do ar e os servomotores da portinhola de mistura do ar (M2/6, M2/7) aspiram, através da grade de entrada de ar do compartimento do motor direito, o filtro do compartimento interno e a portinhola do ar externo e de recirculação do ar na caixa da climatização.

Modo circulação do ar

O modo de recirculação do ar está ligado, se o LED na tecla de ar de recirculação estiver aceso. O servomotor da portinhola do ar externo/de recirculação do ar ajusta a portinhola do ar externo e de recirculação para a posição "Ar externo fechado". Nessa posição, o servomotor da portinhola do ar externo/de recirculação e os servomotores da portinhola de mistura do ar aspiram o ar de recirculação do compartimento interno do veículo dianteiro para a caixa da climatização. Dependendo do ajuste das variantes dos níveis do ventilador, assim como, do ajuste das variantes de seleção da temperatura e das variantes de distribuição do ar, o ar de circulação retorna novamente para o compartimento interno dianteiro do veículo através dos canais de ar e dos difusores de ar.

Em operação de aquecimento é comutado para a operação de ar fresco. A faixa de transição (ligeira operação de aquecimento/refrigeração), pelo contrário, é operado com o ar misto variável. Em modo resfriamento ("MAX COOL") é comutado para o modo recirculação do ar. Um enxágue automático com ar externo é realizado pelo módulo e dispositivo de comando da climatização automática com um período armazenado.

Comando das borboletas condutoras de ar

Através do ajuste das tampas dos condutores de ar na caixa de climatização será comandada a distribuição do ar no compartimento interno do veículo.

As seguintes tampas de condução do ar são acionadas:

 Portinholas de regulagem do descongelador, da área para os pés, dos difusores de ar lateral e do difusor central (com código FJ6 (área central com 2 porta-objetos pequenos DIN e difusor de ventilação)) através do regulador do ventilador eletrônico (N29) (regulagem de ventilação)

 Portinholas de mistura do ar através do servomotor da portinhola de mistura do ar esquerda (M2/6) e servomotor da portinhola de mistura do ar direito (M2/7) (regulagem da temperatura)

 Portinhola de ar frio/ar de recirculação através do servomotor da portinhola de ar frio/ar de recirculação (M2/5) (regulagem do ar frio/ar de recirculação)

 A tampa do ar fresco/ar circulante é fechada após um acidente (sinal de colisão enviado).

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Circulação do agente refrigerante, funcionamento

O circuito do agente refrigerante produz o frio necessário para a climatização do compartimento interno do veículo, através da modificação do estado de agregação do agente refrigerante de líquido para gasoso. Através do circuito de agente refrigerante é também possível abaixar a temperatura do líquido de arrefecimento do circuito do líquido de arrefecimento das baterias de alta voltagem (circuito de baixa temperatura 2).

 Informações detalhadas sobre o arrefecimento das baterias de alta voltagem podem ser encontradas na descrição de funcionamento separada "Função do arrefecimento da rede de bordo de alta voltagem".

A regulagem do circuito do agente refrigerante é feita através do módulo de comando do trem de força (N127) . A ativação elétrica da válvula de expansão (Y140/1) ocorre através do módulo e dispositivo de comando da climatização automática (N22/2). As solicitações dos ocupantes do veículo para a regulagem da climatização do compartimento interno do veículo também são lidas através do módulo e dispositivo de comando da climatização automática.

O circuito do agente refrigerante para a climatização do compartimento interno do veículo é composto basicamente dos seguintes componentes:

 Compressor elétrico do agente refrigerante (A9/6)

 Válvula de expansão (Y140/1)

 Válvula de bloqueio do evaporador do arrefecimento da bateria de alta voltagem (Y19/19)

 Evaporador (compartimento interno do veículo) (1)

 Evaporador/trocador de calor (2)

 Condensador (3)

 Trocador de calor interno (4)

 Reservatório de líquido (secador)

Os vários componentes do circuito do agente refrigerante estão conectados entre si, através de tubulações de mangueira e de tubos e formam um sistema fechado.

O circuito do agente refrigerante é dividido como segue:

 Lado de alta pressão

 Lado de baixa pressão

Lado de alta pressão

O compressor do agente refrigerante elétrico (A9/6) aspira o agente refrigerante gasoso frio, comprime-o, sendo que ele se aquece e o transporta para o condensador. O agente refrigerante quente do compressor será refrigerado no condensador através do ar externo afluindo de passagem.

O agente refrigerante altera seu estado de agregação de gasoso para líquido. Em seguida, o agente refrigerante flui para o reservatório de líquido. Ao fluir através do reservatório de líquidos é retirada a umidade do agente refrigerante, as bolhas de vapor são retiradas e as impurezas mecânicas são filtradas, a fim de proteger os componentes posteriores. O agente refrigerante limpo continua a fluir para a válvula de expansão e lá, o agente refrigerante que se encontra sob pressão alta, será injetado no evaporador..

Lado de baixa pressão

O agente refrigerante líquido expande-se no evaporador e modifica novamente o seu estado de agregação de líquido para gasoso. O calor de vaporização necessário para vaporizar será extraído do ar afluindo pelas borboletas do evaporador, onde este esfria. O agente refrigerante, agora completamente gasoso, é aspirado e comprimido novamente pelo compressor do agente refrigerante elétrico.

O ar refrigerado é conduzido ao compartimento interno do veículo através da ativação do servomotor da portinhola do ar externo/de recirculação do ar e dos servomotores da portinhola de mistura do ar.

Regulagem da climatização

A climatização é realizada pelos sinais registrados pelo módulo e dispositivo de comando da climatização automática (por ex. temperatura do compartimento interno, temperatura externa, temperatura do líquido de arrefecimento, velocidade do veículo) e dependendo dos ajustes selecionados no módulo e dispositivo de comando da climatização automática.

A função regulagem da climatização abrange as seguintes subfunções:

 Sequência de funcionamento para registrar e avaliar os sinais

 Sequência da função de ativação dos componentes de climatização

 Sequência de funcionamento da função de descongelamento

 Sequência de funcionamento da secagem do evaporador

 Sequência de função da circulação do aquecimento

Sequência de funcionamento para registrar e avaliar os sinais

Os seguintes sinais são registrados e avaliados:

 Temperatura externa

 Temperatura interna

 Temperatura e umidade do para-brisa

 Temperatura do líquido de arrefecimento

 Temperatura evaporador

 Pressão do agente de refrigeração

 Irradiação solar

 Velocidade do veículo

 Status da porta

Temperatura externa

O módulo de comando SAM (N10) faz a leitura direta do sinal do sensor da temperatura externa (B14), calcula a temperatura externa e envia essa para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática. O módulo de comando e dispositivo da climatização automática necessita desse valor para alcançar a desejada temperatura do compartimento interno através da correspondente regulagem das tampas de mistura de ar.

 Com o veículo estacionado, a mensurada temperatura externa pode sofrer desvios consideráveis. Por isso, uma consideração da temperatura externa na regulagem somente é realizada quando a velocidade do veículo durante um intervalo de tempo de pelo menos 30 segundos for  30 km/h. No caso de velocidades < 30 km/h, bem como ao desligar e ligar a ignição, é utilizado o último valor de temperatura medido.

Temperatura interna

A temperatura do compartimento interno é registrada pelo sensor de temperatura do compartimento interno (B10/4) e é diretamente lida pelo módulo de comando SAM. O módulo e dispositivo de comando da climatização automática envia uma solicitação ao regulador do ventilador eletrônico (N29). Por consequência, o servomotor da portinhola do ar externo/de recirculação do ar e os servomotores da portinhola de mistura do ar são acionados e aspiram o ar para a medição da temperatura do compartimento interno do veículo.

Temperatura e umidade do para-brisa

A temperatura e a umidade relativa do ar (temperatura do ponto de orvalho) no lado interno do para-brisa são registradas pelo sensor de chuva e luz (B38/2).

O sensor de chuva e luz envia o sinal para o módulo de comando SAM. O módulo de comando SAM calcula a temperatura do ponto de orvalho e envia o sinal para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática. A partir da temperatura do ponto de orvalho, o módulo e dispositivo de comando da climatização automática calcula a umidade relativa do ar e a temperatura do lado interno do para-brisa.

Um embaciamento do para-brisa pode ser identificado deste modo ou no caso de um embaciamento iminente do para-brisa, são iniciadas as respectivas medidas de neutralização, como por ex., a ligação do compressor elétrico do agente refrigerante.

Temperatura do líquido de arrefecimento

A temperatura do líquido de arrefecimento do circuito de baixa temperatura 2 é registrada pelo sensor de temperatura do circuito do líquido de arrefecimento do circuito de baixa temperatura 2 (B11/7). O sinal é diretamente lido e avaliado pelo módulo de comando do trem de força. O módulo de comando do trem de força envia o sinal "Temperatura do líquido de arrefecimento" para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática. O valor é utilizado para o comando das portinholas de mistura do ar e para a ativação do compressor do agente refrigerante elétrico.

Temperatura evaporador

Para evitar um congelamento do evaporador, a temperatura do evaporador é registrada pelo sensor de temperatura do evaporador (B10/6). Os sinais do sensor de temperatura do evaporador são diretamente lidos pelo módulo de comando SAM. Se a temperatura do evaporador cair a aprox. 2 °C, o compressor elétrico do agente refrigerante é desligado.

Pressão do agente de refrigeração

A pressão do agente refrigerante é registrada pelo sensor de pressão e temperatura do radiador (B161/1) e pelo sensor de pressão e temperatura do condensador (B161/2). Os sinais dos sensores de pressão são encaminhados através do módulo de comando SAM para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática. A pressão será comparada com uma curva temperatura-pressão armazenada.

No caso de uma pressão do agente refrigerante < 0,8 bar e > 30 bar, o compressor elétrico do agente refrigerante é desligado ou não é conectado.

No caso de uma pressão do agente refrigerante entre 0,8 e 30 bar, o compressor elétrico do agente refrigerante é novamente ligado ou conectado.

Irradiação solar

A intensidade e o ângulo de incidência da irradiação solar sobre o veículo são registrados pelo sensor de chuva e luz (B38/2). O módulo de comando SAM faz a leitura do sinal, o avalia e envia o sinal para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática. Na radiação solar unilateral, é ajustada uma diferença da temperatura medida entre o valor de temperatura especificada e de regulagem direita e esquerda.

Velocidade do veículo

A velocidade do veículo é enviada pelo módulo de comando ESP® (N30/4) para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática. A velocidade do veículo serve para a regulagem para o cálculo interno da temperatura externa, p. ex., em funcionamento do veículo parado.

Status da porta

O status da respectiva porta é determinado pelos seguintes módulos de comando:

 Módulo de comando da porta do motorista (N69/1)

 Módulo de comando da porta do acompanhante (N69/2)

O respectivo módulo de comando envia o status para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática. Com a porta aberta, o módulo e dispositivo de comando da climatização automática mantém a escala do ventilador atual, para evitar um reajuste desnecessário em caso de grandes diferenças de temperatura entre o ar do compartimento interno e o ar exterior.

Sequência da função de ativação dos componentes de climatização

A sequência da função de ativação dos componentes de climatização inclui as seguintes subfunções:

 Ativação dos servomotores do ventilador

 Comando das borboletas condutoras de ar

 Ativação do compressor elétrico do agente refrigerante

 Ativação do módulo de comando do aquecedor PTC de alta tensão

 Ativação da bomba de circulação

Ativação dos servomotores do ventilador

A ventilação é realizada através do servomotor da portinhola do ar externo/de recirculação do ar e os servomotores da portinhola de mistura do ar. O módulo e dispositivo de comando da climatização automática envia a solicitação ao regulador do ventilador eletrônico.

 O regulador do ventilador eletrônico desliga os servomotores em caso de um acidente (sinal de colisão enviado).

Comando das borboletas condutoras de ar

Através do ajuste das tampas condutoras do ar na caixa do ar condicionado é controlada a distribuição do ar no compartimento interno do veículo.

Ativação do compressor elétrico do agente refrigerante

O compressor elétrico do agente refrigerante é responsável pela aspiração e compressão do agente refrigerante.

O módulo e dispositivo de comando da climatização automática aciona o compressor do agente refrigerante elétrico.

 O compressor elétrico do agente refrigerante é desligado através do circuito Interlock em caso de acidente.

Ativação do módulo de comando do aquecedor PTC de alta tensão

O módulo de comando do aquecedor PTC de alta voltagem (N33/16) é ligado adicionalmente pelo módulo e dispositivo de comando da climatização automática, em caso de necessidade.

 O módulo de comando do aquecedor PTC de alta tensão é desligado no caso de um acidente.

Ativação da bomba de circulação

O líquido de arrefecimento aquecido é conduzido através do trocador de calor do aquecedor de ar, onde o calor é passado ao ar afluído.

Adicionalmente, a bomba de circulação (M13/4) é acionada, para garantir que o caudal volúmico necessário para o aquecimento do ar fluido é suficiente. A bomba de circulação é ativada pelo módulo e dispositivo de comando da climatização automática.

Sequência de funcionamento da função de descongelamento

Acionando a tecla do descongelador (N22/2s7), diversas portinholas do ar, exceto as portinholas de regulagem do descongelador e a portinhola do ar externo/de recirculação do ar, são fechadas. Estas serão completamente abertas. As portinholas de regulagem do descongelador serão reguladas de tal modo que o fluxo de ar máximo será direcionado sobre o para-brisa e as janelas laterais dianteiras. As portinholas da mistura do ar são reguladas para entrada máxima de ar quente.

O módulo e dispositivo de comando da climatização automática comanda o servomotor da portinhola do ar externo/de recirculação do ar e os servomotores da portinhola de mistura do ar, de modo que esteja garantido um degelo ideal, dependendo da temperatura de saída do ar.

O compressor elétrico do agente refrigerante será ligado adicionalmente, para garantir uma secagem do ar de saída. O ar será secado e em seguida aquecido sobre o máximo.

Pré-requisito funcional suplementar para a secagem do evaporador

 O sistema de ar condicionado esteve ativo no mínimo uma vez durante o último ciclo de ativação.

 Temperatura externa > 20 °C

 Portas fechadas

 Quilometragem > 250 km

Sequência de funcionamento da secagem do evaporador

Para neutralizar os odores do evaporador no compartimento interno do veículo e um embaçamento dos vidros ao iniciar o sistema de ar condicionado ou a climatização, é executada uma secagem do evaporador.

Após o desligamento do veículo elétrico, é ativado um contador de tempo no painel de instrumentos (A1). O status "Propulsão elétrica READY" é enviado pelo módulo de comando do trem de força para o painel de instrumentos.

Após um tempo de espera de uma hora, o painel de instrumentos envia a solicitação para a secagem do evaporador para o módulo e dispositivo de comando da climatização automática, o qual inicia a secagem do evaporador.

O módulo e dispositivo de comando da climatização automática envia a solicitação para o regulador do ventilador eletrônico. O regulador do ventilador eletrônico comanda por 30 minutos o servomotor da portinhola do ar externo/de recirculação do ar e os servomotores da portinhola de mistura do ar para o estágio mais baixo. Por meio da entrada de ar a umidade residual no evaporador é eliminada.

Sequência de função da circulação do aquecimento

Impulsionado pela bomba de circulação, o líquido de arrefecimento circula no circuito de arrefecimento. Durante o processo, recolhe o calor do módulo de comando do aquecedor PTC de alta voltagem ou das baterias de alta voltagem, conforme o caso de operação.

O líquido de arrefecimento aquecido é conduzido, entre outros, através do trocador de calor do aquecedor de ar, onde o calor é passado ao ar afluído.

A válvula de inversão para evitar a condensação (Y16/9) regula, quando é acionada pelo módulo e dispositivo de comando da climatização automática, o fluxo do líquido de arrefecimento para o trocador de calor do aquecedor de ar ou para o circuito de baixa temperatura 2 (circuito do líquido de arrefecimento das baterias de alta voltagem) e o trocador de calor do aquecedor de ar.