Управление энергораспределением высоковольтной системы в режиме зарядки: функциональное описание

P08.00-2038-81

Функциональные условия: общая информация

 Зарядный кабель вставлен и заблокирован

 Статус вставленного зарядного кабеля распознается через "контакт наличия" на розетке питания зарядного устройства и соответствующий "провод наличия" в зарядном кабеле. Если оба штекера (на автомобиле и на зарядной розетке) вставлены правильно, бортовое зарядное устройство распознает "контакт наличия" и передает сигнал "наличие распознано" через шину CAN электромобиля. Все участвующие блоки управления активируются, и зарядный кабель блокируется. Активация блокировки или разблокировки зарядного кабеля осуществляется по прямому проводу посредством бортового зарядного устройства. Статус блокировки зарядного кабеля бортовое зарядное устройство считывает по прямому проводу.

Управление энергоснабжением высоковольтной системы: общая информация о режиме зарядки

Режим зарядки функции управления энергоснабжением высоковольтной системы обеспечивает зарядку высоковольтной АКБ (G5). Цель процесса – бережная и одновременно быстрая зарядка высоковольтной АКБ.

Весь процесс зарядки контролируется. Бортовое зарядное устройство и источник энергии (зарядная станция) при этом обмениваются данными через провод передачи данных в зарядном кабеле (Control Pilot). При зарядке через обычные бытовые розетки процесс обмена данными выполняется между бортовым зарядным устройством и встроенным в зарядный кабель контроллером. При этом передаются рабочие характеристики зарядной инфраструктуры и в соответствии с ними регулируется потребление тока бортовым зарядным устройством. Дополнительно передаются сигналы "заряжена", "не заряжена" и "выполняется зарядка". Контрольные лампы розетки питания зарядного устройства включаются в соответствии с переданными сигналами. Только после этого бортовое зарядное устройство запускает процесс зарядки.

 При зарядке от бытовой розетки ток зарядки необходимо в некоторых случаях ограничивать, чтобы не перегружать домовую бытовую электросеть. Для этого максимально допустимый зарядный ток можно установить с помощью соответствующего меню в комбинации приборов (A1) или через контроллер в зарядном кабеле.

Следующие блоки управления и компоненты участвуют в процессах зарядки и контроля:

 Блок системы управления аккумуляторными батареями

 Бортовое зарядное устройство 3 кВт (без кода (908) "Бортовое зарядное устройство" 22KВт)

 Блок управления межсетевого интерфейса Powerline (без кода (908) "Бортовое зарядное устройство"22KВт)

 Бортовое зарядное устройство 22 кВт (для кода (908) "Бортовое зарядное устройство" 22KВт)

 Блок управления коммуникационного модуля электромобиля (для кода (B54) "КОМ-МОДУЛЬ" (Данные о ситуации на дорогах и состояние зарядки аккумуляторной батареи))

 Блок управления трансмиссии

 Блок управления силового электронного устройства

 Розетка, питание зарядного устройства

 Блок управления межсетевого интерфейса Powerline установлен только в бортовом зарядном устройстве 3 кВт (без кода (908) "Бортовое зарядное устройство" 22KВт). У бортового зарядного устройства 22 кВт (для кода (908) "Бортовое зарядное устройство" 22KВт) функция блока управления межсетевого интерфейса Powerline встроена в электронику бортового зарядного устройства 22 кВт.

Функция управления энергоснабжением высоковольтной системы для режима зарядки включает в себя следующие подфункции:

 Функциональный процесс определения степени заряда и емкости при заряде

 Функциональный процесс зарядки через зарядный кабель

 Функциональный процесс обмена данными с зарядной станцией

Функциональный процесс определения степени заряда и емкости при заряде

Для обеспечения минимального времени заряда высоковольтной АКБ, определяются степень заряда и емкость при заряде. Емкость при заряде высоковольтной АКБ зависит, как правило, от температуры высоковольтной АКБ.

 Информация об управлении тепловым режимом высоковольтной АКБ содержится в отдельном функциональном описании "Система управления тепловым режимом, принципы действия".

Степень заряда высоковольтной АКБ является решающим фактором для продолжительности процесса зарядки. При использовании полной мощности соответствующего бортового зарядного устройства продолжительность зарядки составляет:

 Бортовое зарядное устройство 3 кВт (без кода (908) "Бортовое зарядное устройство" 22KВт):

Продолжительность зарядки 8 часов от 0 до 100 % степени заряда высоковольтной АКБ и 4 часа от 20 до 80 % степени заряда высоковольтной АКБ.

 Бортовое зарядное устройство 22 кВт (для кода (908) "Бортовое зарядное устройство" 22KВт):

1 час от 0 до 100 % степени заряда высоковольтной АКБ и 0,5 часа от 20 до 80 % степени заряда высоковольтной АКБ.

Для определения степени заряда и емкости заряда задействуются следующие блоки управления:

 Блок системы управления аккумуляторными батареями

 Бортовое зарядное устройство

 Блок управления трансмиссии

Следующие сигналы блока управления системы управления АКБ считываются через шину CAN электромобиля блоком управления трансмиссии:

 Напряжение высоковольтной АКБ

 Ток высоковольтной АКБ

 Температура высоковольтной АКБ

 Состояние зарядки высоковольтной АКБ

 Высоковольтная АКБ, статус

Следующие сигналы бортового зарядного устройства считываются блоком управления трансмиссии через шину CAN электромобиля:

 Распознавание наличия

 Control Pilot, статус

Функциональный процесс зарядки через зарядный кабель

В режиме зарядки на бортовое зарядное устройство через розетку питания зарядного устройства подается переменное напряжение. Переменное напряжение составляет для бортового зарядного устройства 3 кВт от 100 до 240 В, а для бортового зарядного устройства 22 кВт - 3  400 В. Соответствующее бортовое зарядное устройство преобразует входное переменное напряжение в постоянное напряжение и подает его через колодку предохранителей высоковольтной переходной пластины в высоковольтную АКБ. Выходное напряжение на соответствующем бортовом зарядном устройстве составляет около 380 В.

Следующие блоки управления задействуются для контроля и управления процессом зарядки:

 Блок системы управления аккумуляторными батареями

 Бортовое зарядное устройство

 Блок управления коммуникационного модуля автомобиля с электроприводом

 Блок управления трансмиссии

Следующие сигналы бортового зарядного устройства считываются через шину CAN электромобиля блоком управления системы управления АКБ:

 Напряжение зарядки

 Ток зарядки

 Бортовое зарядное устройство, статус

Следующие сигналы блока управления системы управления АКБ считываются блоком управления трансмиссии через шину CAN электромобиля:

 Напряжение зарядки

 Ток зарядки

Следующие сигналы бортового зарядного устройства считываются блоком управления трансмиссии через шину CAN электромобиля:

 Напряжение зарядки

 Ток зарядки

 Бортовое зарядное устройство, статус

 Входное напряжение бортового зарядного устройства

 Ток на входе бортового зарядного устройства

 Максимально возможный ток зарядки

 Количество входных фаз

Функциональный процесс обмена данными с зарядной станцией

Весь процесс зарядки контролируется. Бортовое зарядное устройство и источник энергии (зарядная станция) при этом обмениваются данными через провод передачи данных в зарядном кабеле (Control Pilot).

На интеллектуальных зарядных станциях дополнительно выполняется цифровой обмен данными через интерфейс Powerline (Powerline Communication) на проводах L1 и N. Для этого данные передаются по протоколу, специфицированному стандартом ISO/IEC 15118. На автомобилях без кода (908) "Бортовое зарядное устройство" 22KВт такой обмен данными осуществляется через блок управления межсетевого интерфейса Powerline. У бортового зарядного устройства 22 кВт (для кода (908) "Бортовое зарядное устройство" 22KВт) функция блока управления межсетевого интерфейса Powerline встроена в электронику бортового зарядного устройства 22 кВт.

Процесс обмена данными с зарядной станцией служит для:

 взаимной идентификации автомобиля и зарядной станции

 проверки контрактных данных

 автоматического расчета стоимости электроэнергии

Зарядная станция дает информацию о наличии электроэнергии и тарифах. Данная информация обрабатывается автомобилем и используется для оптимальной зарядки высоковольтной АКБ. После завершения процесса зарядки автоматически рассчитывается стоимость электроэнергии.

Наряду с обменом данными интеллектуальная зарядная станция также позволяет подключиться по сети Интернет к домашней страничке автомобиля "Vehicle Homepage". Это можно выполнить через электрическую сеть (Powerline Communication), а на автомобилях с кодом (B54) "КОМ-МОДУЛЬ" (Данные о ситуации на дорогах и состояние зарядки аккумуляторной батареи) через сеть мобильной связи. Установление связи и обмен данными через сеть мобильной связи выполняются посредством блока управления коммуникационного модуля электромобиля. Блок управления коммуникационного модуля электромобиля использует стандарт GSM (Global System Mobile) и передает все необходимые данные по радио. Автомобиль автоматически распознает, возможно ли соединение с сетью Интернет посредством блока управления коммуникационного модуля электромобиля или нет.

Через домашнюю страничку автомобиля "Vehicle Homepage" можно получить доступ к следующим функциям:

 Запрос текущей степени заряда

 Программирование времени выезда

 Активация функции предварительного кондиционирования воздуха

Блок управления коммуникационного модуля электромобиля считывает для этого следующие данные через шину CAN электромобиля, которые передаются блоком управления трансмиссии:

 Информация о статусе функции предварительного кондиционирования воздуха

 Время до момента выезда

 Относительное время до полной зарядки

 Информация о процессе зарядки

 Информация о запасе хода

Блок управления коммуникационного модуля электромобиля передает следующие данные через шину CAN электромобиля в блок управления трансмиссии:

 Доступность подключения к сети Интернет

 Предварительная настройка функции предварительного кондиционирования воздуха

 Время выезда