Система распределения управления энергораспределением высоковольтной системы: функциональное описание

S08.00-A021-79

Управление энергоснабжением высоковольтной бортовой сети, общие сведения

Функция управления энергоснабжением высоковольтной бортовой сети управляет подачей (электропитание) и потреблением (баланс) электрической энергии. Эта функция служит для минимизации расхода энергии и обеспечения оптимального процесса зарядки.

Питание бортовой сети 12 В обеспечивается блоком управления преобразователем напряжения постоянного тока (N83/3), который в этом случае работает как генератор в обычном автомобиле с ДВС.

Функция управления энергоснабжением встроена в блок управления трансмиссией (N127).

В управлении энергоснабжением высоковольтной бортовой сети в основном задействованы следующие компоненты:

 Силовая электроустановка

 Высоковольтные АКБ

 Блок системы управления аккумуляторными батареями

 Зарядное устройство переменного тока для высоковольтной аккумуляторной батареи

 Блок управления трансмиссии

 Блок управления электродвигателя-генератора

 Розетка электропитания 230 В

Управление энергоснабжением охватывает следующие функции:

 Поддержка бортовой сети

 Включение и разъединение высоковольтной бортовой сети

 Переключение цепи блокировки

 Контроль изоляции

 Распределение энергии

 Режимы движения "C", "E", "E+"

Поддержка бортовой сети

Питание всех используемых блоков управления осуществляется от АКБ (G1) бортовой сети 12 В. АКБ бортовой сети установлена в основании каркаса сиденья переднего пассажира. У неподвижного автомобиля с выключенным зажиганием питание всех потребителей осуществляется от аккумуляторной батареи бортовой сети.

Поддержка бортовой сети обеспечивает возможность непрерывной зарядки аккумуляторной батареи бортовой сети. При опускании заряда АКБ бортовой сети или температуры наружного воздуха во время движения ниже порогового значения АКБ заряжается через блок управления преобразователем напряжения постоянного тока (N83/3). Блок управления преобразователя напряжения постоянного тока преобразует высокое напряжение от высоковольтной бортовой сети к уровню напряжения 12-вольтовой бортовой сети для питания потребителей 12 В и для зарядки АКБ бортовой сети. Для этого блок управления преобразователем напряжения постоянного тока получает от блока управления модулем обработки сигналов и управления (SAM) (N10/1) запрос по заданному значению напряжения для 12-вольтовой бортовой сети.

После включения зажигания выполняется проверка имеющегося напряжения аккумуляторной батареи бортовой сети и по необходимости заряжается или поддерживается через блок управления преобразователя напряжения постоянного тока от высоковольтных АКБ (G1/18, G1/27, G1/28). Питание потребителей бортовой сети 12 В продолжает осуществляться от аккумуляторной батареи бортовой сети.

Если заряд аккумуляторной батареи бортовой сети или температура наружного воздуха во время движения опускаются ниже порогового значения, после предварительной проверки также осуществляется подключение высоковольтной бортовой сети для поддержки и при необходимости для зарядки бортовой сети 12 В, включая аккумуляторную батарею бортовой сети.

При подсоединении зарядного кабеля к розетке электропитания 230 В (X58/23) и к частной сети (стационарное подключение дома) или к сети общего пользования (зарядная станция) осуществляется зарядка высоковольтных АКБ от внешнего источника.

Включение и разъединение высоковольтной бортовой сети

В зависимости от ситуации, например,  зарядка, сервисное обслуживание или авария, высоковольтная бортовая сеть может включаться или разъединяться. Высоковольтный выход высоковольтных АКБ может при этом отсоединяться от высоковольтной бортовой сети через управляемые блоком управления трансмиссии контакторы.

В случае аварии система безопасности распознает ее серьезность и решает, как будет отключена высоковольтная бортовая сеть ‒ реверсивно или нереверсивно.

 Реверсивно: небольшой ущерб без срабатывания подушек безопасности или повреждения высоковольтной бортовой сети. Высоковольтный промежуточный накопитель разряжается за несколько секунд. Автомобиль можно снова запустить с помощью зажигания.

 Нереверсивно: электропитание контакторов прерывается пиротехническим элементом. Высоковольтный промежуточный накопитель разряжается за несколько секунд. Эксплуатант не может снова запустить автомобиль.

S08.00-A022-75

S08.00-A015-76

Отключение напряжения высоковольтной бортовой сети вручную

В наличии имеются два устройства для отключения высоковольтной сети:

 Устройство для отключения высоковольтной сети (Service­Disconnect):

Устройство для отключения высоковольтной сети (S7) в моторном отсеке используется на СТОА для отключения высокого напряжения в автомобиле.

Оно находится в нагрузочном проводе контакторов, подключено последовательно и может извлекаться для проведения сервисного обслуживания. Устройство для отключения высоковольтной сети расположено на держателе модуля (3) впереди справа в моторном отсеке.

 Альтернативное устройство для отключения высоковольтной сети в аварийном случае (аварийное место разъединения):

Альтернативное устройство для отключения высоковольтной сети расположено в основании каркаса сиденья переднего пассажира. Оно обозначено информационной табличкой (2). При этом электрический провод необходимо разрезать в обозначенном месте. Электрический провод не расположен в высоковольтной бортовой сети.

Стандартное аварийное место разъединения служит спасателям для нереверсивного отключения высоковольтной бортовой сети во время операций по спасению и оказанию помощи.

 Альтернативное устройство для отключения высоковольтной сети задействуется только в тех случаях, если нельзя воспользоваться устройством для отключения высоковольтной сети (Service­Disconnect) в моторном отсеке, поскольку это необратимый шаг.

 Для спасателей нанесены две специальные наклейки с QR-кодом® со ссылкой на спасательную схему. Они расположены с внутренней стороны крышки розетки автомобиля, а также на средней стойке кузова со стороны переднего пассажира. Они показывают положение компонентов высоковольтной бортовой сети и пиротехнических устройств и приспособлений для отключения.

Переключение цепи блокировки

В случае размыкания цепи блокировки высоковольтной системы, напр.,  при разъединении штекерного разъема, происходит размыкание контакторов в высоковольтной АКБ вследствие прерывания электропитания. Размыкание контакторов приводит к отключению высоковольтной бортовой сети.

Дополнительно в компоненты высоковольтной сети встроена схема быстрой разрядки, т. к. высоковольтная бортовая сеть из-за наличия конденсаторов в высоковольтных компонентах не обесточивается сразу после размыкания контакторов.

В случае размыкания цепи блокировки высоковольтной системы в ходе движения отключение высоковольтной бортовой сети происходит только после следующей остановки автомобиля, когда рычаг селектора АКП при остановленном автомобиле переводится в положение N или ключ автомобиля поворачивается в положение "Выкл.".

 Обесточивание высоковольтной бортовой сети также необходимо для безопасного проведения работ по сервисному обслуживанию. Для этого можно задействовать устройство для отключения высоковольтной сети (S7), расположенное спереди справа в моторном отсеке, что также прервет цепь блокировки высоковольтной системы.

Контроль изоляции

С помощью контроля изоляции высоковольтных компонентов своевременно распознаются неисправности изоляции в высоковольтной бортовой сети. Датчик встроен в каждую высоковольтную АКБ и непрерывно измеряет сопротивление. Измеренное значение передается по шине данных CAN гибридного привода (CAN L) от блока управления системой управления АКБ (N82/2) в блок управления трансмиссией и там обрабатывается. При недостижении определенного значения сопротивления невозможны ни зарядка высоковольтных АКБ, ни движение.

Распределение энергии

Стратегия эксплуатации автомобиля предназначена для динамического управления потоком энергии. Это позволяет своевременно предоставлять необходимую энергию для возникшей ситуации. Для этого различная информация поступает в интеллектуальную систему управления, которая обрабатывает эту информацию и приказывает предоставить соответствующий приводной момент. К информации относятся действия водителя, запросы к автомобилю и окружающие условия.

Возможный срок службы аккумулятора также в значительной степени зависит от стратегии эксплуатации. Для этого требуется, в частности, при нагреве, интеллектуальное управление энергоснабжением, которое использует все доступные источники энергии для увеличения запаса хода автомобиля. При этом распределение энергии между высоковольтными компонентами ограничивается в зависимости от текущей ситуации движения (12-вольтовая сеть, функции обогрева и кондиционирования).

Режимы движения "C", "E", "E+"

Предлагаются три режима движения. При запуске активен базовый режим движения "E" ("Economy"). Оба режима "C" ("Comfort") и "E+" ("Economy Plus") можно выбрать клавишей режима движения (N72/1s6) на центральной консоли.

Режим движения "E+" предназначен для максимально экономичной езды. Сюда входит ограничение максимальной конструктивной скорости, адаптация параметров педали газа, а также жесткая установка максимальной ступени рекуперации.

Дополнительно доступно ускорение в виде ограниченной во времени функции, активируемой через функцию Kick-down педали газа.

В режиме Economy система отопления или кондиционирования переключается в программу экономии энергии.

 Подробную информацию см. в отдельном функциональном описании "Функции электромобиля".