Высоковольтная система: функциональное описание

S54.10-A042-79

 Штекерные разъемы высоковольтных проводов на высоковольтной бортовой сети разрешается разъединять только после отключения напряжения и только обученным специалистам.

S54.10-A050-71

 Высоковольтная бортовая сеть с классом напряжения B (постоянное напряжение 60 В < U  1500 В и переменное напряжение 30 В < U  1000 В):
К выполнению работ по ремонту высоковольтной бортовой сети или устранению ошибок допускается только соответствующий квалифицированный персонал специализированных мастерских.

 Все штекеры выполнены с защитой от прикосновения.
Место посадки всех штекерных разъемов контролируется цепью блокировки высоковольтной системы.
Все высоковольтные провода имеют оранжевый цвет.
Все высоковольтные компоненты имеют желтые предупреждающие наклейки.

Общее необходимое функциональное условие

 Клемма 30

Высоковольтная бортовая сеть: общая информация

Более подробно здесь описанная высоковольтная бортовая сеть состоит из следующих компонентов:

 Электрический компрессор кондиционера (A9/6)

 Электродвигатель-генератор (A79/1)

 Блок управления электродвигателем-генератором (A79/3)

 Высоковольтные АКБ (G1/18, G1/27, G1/28)

 Блок управления высоковольтным электрическим отопителем (N33/7)

 Блок управления системой обогрева аккумуляторной батареи (N33/8)

 Блок управления преобразователя напряжения постоянного тока (N83/3)

 Зарядное устройство переменного тока для высоковольтной АКБ (N83/11)

 Модуль высоковольтного распределителя 1 (N116/5)

 Модуль высоковольтного распределителя 2 (N116/10)

 Розетка электропитания 230 В (X58/23)

 Блок управления системой управления АКБ (N82/2)

Блок управления системой управления АКБ полностью контролирует температуру, напряжение и токи высоковольтных АКБ. Он задает пределы безопасности для этих значений и передает значения и пределы безопасности по шине данных CAN гибридного привода (CAN L) в блок управления трансмиссией (N127).

Высоковольтные АКБ служат в качестве электроаккумуляторов и подключаются через модуль распределения высокого напряжения 2 (N116/10) и модуль распределения высокого напряжения 1 (N116/5).

Некоторые потребители высоковольтной бортовой сети (напр.,  электрический компрессор кондиционера (A9/6)) защищены плавкими предохранителями в модуле предохранителей и реле моторного отсека (K40/10) и электрически соединены с модулями распределения высокого напряжения посредством резьбовых или электрических штекерных соединений.

Питание высоковольтной бортовой сети осуществляется высоковольтными АКБ, а в режиме принудительного холостого хода (рекуперации) ‒ электродвигателем-генератором с помощью инвертора. Зарядка высоковольтных АКБ осуществляется в режиме принудительного холостого хода за счет рекуперации или стационарно через соединение с внешним источником тока через зарядное устройство переменного тока для высоковольтной аккумуляторной батареи. Если высоковольтные АКБ почти полностью разряжены, система привода выключается. Это позволяет защитить высоковольтные АКБ от полной разрядки.

Блок управления трансмиссией служит в качестве интерфейса (межсетевого интерфейса) между системами шин CAN ходовой части (CAN E), шиной данных CAN гибридного привода (CAN L) и шиной данных CAN электропривода (CAN ED).

Функциональный процесс высоковольтной бортовой сети

Подробно рассматриваются следующие задачи высоковольтной бортовой сети:

 Стационарная зарядка

 Блокирующий контур

 Включение и разъединение высоковольтной бортовой сети

 Охлаждение высоковольтной бортовой сети

 Обогрев высоковольтных АКБ

Стационарная зарядка

Электрическая энергия электромобиля подается от высоковольтных АКБ, которые предварительно должны быть стационарно заряжены.

 Подробная информация по этому вопросу содержится в отдельном описании функционирования "Функции стационарной зарядки".

Блокирующий контур

Цепь блокировки высоковольтной системы служит для защиты персонала при случайном прикосновении к высоковольтным компонентам. Блокировка представляет собой опережающий контакт, который размыкается раньше высоковольтного разъема. Тем самым, обеспечивается своевременный разряд промежуточной высоковольтной цепи посредством блоков управления высоковольтных компонентов.

Цепь блокировки высоковольтной системы предназначена для распознавания открытых проводов или мест доступа в высоковольтной бортовой сети. Для этого сигнал блокировки 12 В/88 Гц направляется в циклическом режиме через все компоненты высоковольтной бортовой сети, которые могут быть разъединены или открыты. Для этого в каждом разъединяемом высоковольтном штекерном соединении предусмотрена электрическая перемычка, которая при разъединении высоковольтного штекерного соединения разрывает цепь блокировки высоковольтной системы. При извлечении штекера блока управления посредством контактов блокировки разрывается цепь блокировки высоковольтной системы между входом и выходом.

Прерывание цепи блокировки высоковольтной системы при определённых условиях приводит к размыканию контактора в высоковольтных АКБ и понижению всей высоковольтной бортовой сети. Блок управления системой управления АКБ (N82/2) и зарядное устройство переменного тока для высоковольтной АКБ (N83/11) соответственно оснащены собственной схемой анализа сигнала цепи блокировки. Аварийные состояния можно распознать на основании анализа сигналов от цепи блокировки в активных компонентах (высоковольтные источники) (в случае разрыва, короткого замыкания). При этом соответствующие состояния неисправности передаются по шине данных CAN гибридного привода (CAN L) в блок управления трансмиссией. Здесь выполняется центральное управление схемой блокировки и ее анализ.

Включение и разъединение высоковольтной бортовой сети

В зависимости от ситуации (например,  зарядка, сервисное обслуживание или авария) высоковольтная бортовая сеть может включаться или разъединяться.

 Подробная информация по этому вопросу содержится в отдельном описании функционирования "Функции управления энергоснабжением высоковольтной системы".

Охлаждение высоковольтной бортовой сети

Рабочая температура высоковольтных АКБ и электродвигателей-генераторов должна находиться в определенном диапазоне для оптимизации и защиты емкости, количества циклов заряда и срока службы высоковольтных АКБ или режима работы высоковольтных компонентов. Поэтому высоковольтные АКБ и электродвигатели-генераторы являются частью циркуляционных низкотемпературных контуров системы охлаждения.

Низкотемпературный контур 1 защищает высоковольтные компоненты и электродвигатель-генератор от повреждений в результате перегрева. Терморегулирование высоковольтных АКБ осуществляется с помощью низкотемпературного контура 2.

 Подробная информация по этому вопросу содержится в отдельном описании функционирования "Функции охлаждения высоковольтной системы".

S54.10-A059-76

Обогрев высоковольтных АКБ

Так как коэффициент полезного действия высоковольтных АКБ зависит от температуры, он снижается вместе с понижением температуры. Кроме того, электролит высоковольтных АКБ при очень низких температурах может становиться желеобразным. По этой причине в состоянии движения и при необходимости для процесса зарядки блок АКБ при температуре АКБ менее прим. ­15 °C автоматически нагревается до более оптимальной температуры эксплуатации и зарядки. При достижении прим. ­15 °C такой вспомогательный процесс автоматически прерывается.

Система управления тепловым режимом после запуска системы автоматически контролирует температуру в салоне, а также у компонентов АКБ и электрокомпонентов. С помощью определенных значений температуры и особых функций этой системы для нагрева воды можно использовать "Функцию теплового насоса".

Нагрев высоковольтных АКБ реализован посредством блока управления системой обогрева АКБ (N33/8), интегрированного в циркуляционный контур системы охлаждения, и предназначен для того, чтобы внутренняя температура высоковольтных АКБ не опускалась ниже ­15 °C.

Блок управления системой обогрева АКБ представляет собой высоковольтный дополнительный электроподогреватель и активируется блоком управления трансмиссией. Нагрев нагревательных элементов осуществляется за счет подачи напряжения. Охлаждающая жидкость, проходящая через блок управления системой обогрева аккумуляторной батареи, забирает тепло нагревательных элементов и за счет этого нагревается.

Циркуляция нагретой охлаждающей жидкости осуществляется с помощью насоса низкотемпературного контура 2 (M75/17). Образующееся тепло через низкотемпературный циркуляционный контур системы охлаждения 2 отдается высоковольтным АКБ. По достижении рабочей температуры высоковольтных АКБ (прим. от 20 до 35 °C), на нагревательные элементы блока управления системой обогрева АКБ перестает подаваться напряжение.