D08.00-A009-79
Yüksek voltajlı bileşenler |
A9/6 | Elektrikli soğutma kompresörü | G1/34 | Yüksek voltaj aküsü 4 (Code E4T (Yüksek voltaj aküsü (47 kWh)) ile) | |
A79/1 | Elektrikli makine 1 | G10 | Doğru akım şarjı/Alternatif akım araç prizi | |
A79/3 | Güç elektroniği kumanda kutusu | N24/6 | Doğru akım şarj bağlantısı ünitesi | |
A123 | Yüksek voltaj enerji dağıtıcısı 1 | N33/16 | Yüksek voltaj PTC-ısıtıcısı kumanda cihazı | |
A123/1 | Yüksek voltaj enerji dağıtıcısı 2 | N33/17 | Akü kaloriferi kumanda cihazı | |
G1/31 | Yüksek voltaj aküsü 1 | N83/3 | DC/DC (doğru akım/doğru akım) dönüştürücüsü kumanda cihazı | |
G1/32 | Yüksek voltaj aküsü 2 | N83/15 | Yüksek voltajlı akü alternatif akım şarj cihazı | |
G1/33 | Yüksek voltaj aküsü 3 |
Elektrikli tahrik fonksiyon koşuluna genel bakış
Klemens 15 AÇIK
Elektrikli tahrik genel fonksiyon açıklaması
Elektrikli tahrik; elektrikli makine 1 (A79/1), şanzıman ve ayrıca güç elektroniği kumanda cihazının (A79/3) dahil olduğu elektrikli tahrik aksamından oluşur.
Elektrikli makine 1, tahrik için motor olarak veya reküperasyon (enerji geri kazanımı) için jeneratör (alternatör) olarak işletilebilir. Elektrikli makinenin 1'in rotasyonel hızı elektrikli makine sol devir sayısı sensörü (L6/5) ve elektrikli makine sağ devir sayısı sensörü (L6/6)) üzerinden algılanır.
Elektrikli makine 1, üç yüksek voltaj aküsünden beslenir. Opsiyonel olarak dördüncü bir yüksek voltaj aküsü (Code E4T (Yüksek voltaj aküsü (47 kWh)) ile) mevcuttur, bu sayede daha yüksek bir akü kapasistesi ve dolayısıyla aracın daha yüksek bir erişim mesafesi mümkündür. Elektrikli makinenin beslenmesi için entegre alternatif akım redresörlü güç elektroniği kumanda cihazı, yüksek voltaj akülerinden gelen doğru akım gerilimini alternatif akım gerilimine dönüştürür.
İleri tahrik ve enerji yönetimi tahrik aksamı kumanda cihazı (N127) üzerinden gerçekleşir. Bu kumanda cihazı, diğerlerinin yanısıra gaz pedalı modülünün (A68) sinyalini doğrudan okur. Aracın kumandasına uygun olan diğer veriler (örn. takılmış sürüş kademesi) yürüyüş takımı FlexRay (Flex E) üzerinden okunur.
Tahrik aksamı kumanda kutusu bu veriler üzerinden elektrikli tahrikin güç gereksinimini belirler ve bunu elektrikli tahrik CAN'i (CAN ED) üzerinden güç elektroniği kumanda kutusundan talep eder. Güç elektroniği kumanda kutusu, entegre invertör üzerinden elektrikli makineyi 1'i 3 fazlı alternatif akım gerilimi ile kumanda eder ve bunu sıcaklık ve üretilen tahrik torku bakımından denetler. Elektrikli makine, tahrik torkunu sabit şekilde azaltılmış şanzıman üzerinden tahrik millerine ve ön tekerleklere aktarır.
Elektrik makine 1, motor işletiminde gerekli enerjiyi yüksek voltaj araç elektrik şebekesi üzerinden yüksek voltaj akülerinden alır. Eğer elektrikli makine 1, jeneratör olarak çalışıyorsa yüksek voltaj akülerinin şarjı atalet sürüşü gaz kesme işletimindeki sürüş sırasında gerçekleşir veya sabit olarak harici bir akım kaynağına bağlanarak gerçekleşir.
Elektrikli tahrik sistemini aşırı ısıdan korumak için, elektrikli makine 1 ve güç elektroniği kumanda cihazı soğutulur.
Enerji akışı ve yüksek voltaj akülerinin şarj durumu ile ilgili bilgileri sürücü kombine göstergedeki (A1) çok fonksiyonlu ekran (A1p13) üzerinden alır.
Elektronik tahrik fonksiyon açıklaması aşağıdaki şekilde bölümlere ayrılır:
Sürüş esnası
Sürüş yönü
Elektrikli makine
Şanzıman
Enerji geri kazanımı (reküperasyon)
Yüksek voltaj akülerine sahip olan yüksek voltaj araç elektrik şebekesi
Yüksek voltaj akülü 12-V araç elektrik şebekesi
Araç şebekesi desteği
Araç prizi
Yüksek voltaj araç şebekesinin etkinleştirilmesi ve ayırılması
TERMO YÖNETİMİ
Güç sınırlaması
Sürüş esnası
Sürüş işletiminde yüksek voltaj akülerinden gelen elektrik enerjisi mekanik tahrik enerjisine dönüştürülür. Elektrikli makine 1 motor işletiminde çalışıyor. Bunun için yüksek voltajlı akülerden gelen yüksek voltaj doğru akım gerilimi elektrik kabloları üzerinden ve yüksek voltaj enerji dağıtıcısı 2 (A123/1) üzerinden güç elektroniği kumanda cihazına iletilir.
Güç elektroniği kumanda cihazında, yüksek voltaj doğru akım gerilimi entegre alternatif akım redresörde 3 fazlı alternatif akım gerilimine dönüştürülür ve elektrikli makine 1'e aktarılır. Güç elektroniği kumanda cihazı elektrikli makinenin devir sayısı sensörleri (L6/5, L6/6) ve sıcaklık sensörü (B94/2) üzerinden, elektrikli makine 1'in pozisyonunu, devir sayısını ve sıcaklığını sürekli olarak değerlendirir.
Buna ilave olarak güç elektroniği kumanda cihazı alternatif akım redresörünün durumunu denetler ve bunu tahrik aksamı kumanda cihazına aktarır. Tahrik aksamı kumanda cihazı bu verilerden yola çıkarak elektrikli tahrikin güç kapasitesi ile ilgili tahminler oluşturur. Tahrik aksamı kumanda cihazı bu tahminler doğrultusunda ilgili güç verilerini güç elektroniği kumanda cihazından talep eder.
Güç elektroniği kumanda cihazı bu güç bilgilerine bağlı olarak alternatif akım redresörü üzerinden alternatif akım geriliminin frekansını ve genliğını (amplitüd) ayarlar ve böylece doğrudan oluşturulan tahrik torkunu ayarlar.
Sürüş yönü
Seyir yönü sürücü tarafından DIRECT SELECT otomatik vites kolu (S16/13) üzerinden sürüş kademesinin seçilmesiyle verilir. Muhafaza borusu modülü (MRM) kumanda cihazı (N80) vites kolu konumlarını tespit eder, bunları değerlendirir ve ilgili sinyalleri tahrik aksamı kumanda cihazına gönderir.
Tahrik aksam kumanda cihazı, vites seçim kolu konumuna uygun seyir yönünü güç elektroniği kumanda cihazından talep eder. Güç elektroniği kumanda cihazı entegre alternatif akım redresörü üzerinden elektrikli makine 1'i bir 3-fazlı alternatif akım gerilimi ile kumanda eder.
Vites seçme kolu "R" konumundayken geri vites sürüşü bu esnada elektrikli makine 1'in dönüş yönünün değişmesiyle gerçekleştirilir.
Güncel sürüş yönü çok fonksiyonlu ekranda gösterilir.
"N" sürüş kademesi bir kavramanın açılmasıyla gerçekleşmez, aksine elektrikli makine 1'in ilgili kumandası vasıtasıyla simüle edilir.
Elektrikli makine
Elektrikli makine aracın ön tarafında motor odasında bulunmakta ve şanzıman ile birlikte sürüş yönüne göre enlemesine monte edilmiştir. Elektrikli makine 3 fazlı bir alternatif akım motoru olup motor veya alternatör olarak işletilebilir. Sürüş sırasında aracın tahriki için elektrik enerjisinden mekanik rotasyon enerjisi üretilir. Enerji geri kazanımlı frenlemede mekanik enerjiden elektrik enerjisi üretilir. Gerilim beslemesi veya enerji geri kazanımı, güç elektroniği kumanda kutusuna (A79/3) entegre invertör üzerinden gerçekleşir.
Şanzıman
Şanzıman doğrudan elektrikli makine 1'e bağlanmıştır. Her iki tahrik mili doğrudan elektrikli tahrikin diferansiyeline takılmıştır.
Şanzıman, elektrikli makine 1'in devir sayısını azaltmak ve tekerleklerin tahriki için torku yükseltmek için entegre konik dişli diferansiyelli iki kademeli şanzıman olarak tasarlanmıştır.
Birden fazla ileri vitesli klasik bir şanzıman söz konusu değildir. i = 13,205 değerinde sabit bir tahvil oranı mevcuttur. Bundan dolayı, elektrikli makine 1'in alternatif akım redresörü tarafından ileri veya geri sürüşün kumanda edildiği sadece bir ileri vites ve bir geri vites vardır. Bu teknik temel çekiş gücü kesintisi olmaksızın rahat bir hızlanma ile daha güçlü bir geçiş için dayanaktır.
Otomatik şanzımanın "P", "R", "N" ve "D" vites kolu konumları ile bilinen kumanda felsefesi mevcuttur. Seçilen sürüş kademesi kombine göstergenin çok fonksiyonlu ekranında gösterilir. "P" park konumunda otomatik olarak bir park kilidine takılır. Bu park kilidi aracın istenmeyen kaymasını engeller, ancak el freninin yerine geçmez.
Enerji geri kazanımı (reküperasyon)
Reküperasyon (enerji geri kazanımı) kavramı enerjinin geri kazanımı için bulunmaktadır. Atalet sürüşü gaz kesme işletiminde aracı elektrikli makine 1 tahrik eder. Kavrama mevcut olmadığından dolayı, tahrik aksamında daima kuvvet bağı (akışı) mevcuttur. Araç gaza basılmadan ataletle hareket ederken gaz pedalına basılmazsa, o zaman ya süzülme modu aktifleştirilir ya da elektrikli makine 1 haraket enerjisini üzerine alır ve bunu elektrik enerjisine dönüştürür (reküperasyon). Atalet sürüşü gaz kesme işletiminde kazanılan enerji, güç elektroniği kumanda cihazına entegre edilmiş olan alternatif akım redresörü üzerinden yüksek voltaj araç şebekesine beslenir.
Diğer bilgiler "Reküperasyon (enerji geri kazanımı) fonksiyonu" ayrı fonksiyon açıklamasında bulunmaktadır.
Yüksek voltaj akülerine sahip olan yüksek voltaj araç elektrik şebekesi
Donanıma göre aracın alt tabanına yerleştirilmiş 3 veya 4 yüksek voltaj aküsü kullanılmaktadır. Yüksek voltaj aküleri salt akü elektriği ile sürüşü mümkün kılmaktadır.
Harici şarj için araç bir 230-V-prize, duvar elektrik panosuna veya kamuya açık bir şarj istasyonuna bağlanır. Şarj işlemi yüksek voltajlı akü için araca ait alternatif akım şarj cihazı (N83/15) veya doğru akım şarj bağlantı ünitesi (N24/6) üzerinden gerçekleşir.
Gaz kesme işletiminde ve frenleme sırasında şarj işlemi reküperasyon (enerji geri kazanımı) vasıtasıyla gerçekleşir. Bu durumda elektrikli makine 1 jeneratör olarak çalışır.
Yüksek voltaj akülü 12-V araç elektrik şebekesi
Kullanılan tüm 12Vtüketici ve 12Varaç şebekesinin kumanda cihazları araç şebekesi aküsü (G1) üzerinden beslenir. 12 voltluk devre ağı ise, DC/DC dönüştürücüsü kumanda kutusu yardımıyla yüksek voltajlı devre ağı tarafından enerji ile beslenir. Bu sırada DC/DC dönüştürücüsü kumanda kutusu, yüksek voltajlı devre ağının yüksek voltajlı doğru akım geriliminden 12 voltluk bir doğru akım gerilimi üretir ve devre ağı aküsünü şarj eder.
Araç şebekesi desteği
Araç şebekesi desteği, araç şebekesi aküsünün (G1) (12-V-araç şebekesi) her daim şarj edilmesini sağlar. Devre ağı aküsünün şarj seviyesi bir eşik değerinin altına düşerse akü, DC/DC dönüştürücüsü kumanda kutusu üzerinden şarj edilir.
Diğer bilgiler "Yüksek voltaj araç elektrik şebekesi fonksiyonu" ayrı fonksiyon açıklamasında bulunmaktadır.
Araç prizi
Doğru akım şarjı/alternatif akım şarjı araç prizi (G10) şarj kablosu ile elektrik kontağını (bağlantısını) sağlar. Şarj işlemi sırasında şarj kablosu soketi bir ayar motoru tarafından kilitlenir.
Yüksek voltaj araç şebekesinin etkinleştirilmesi ve ayırılması
İşletim durumuna göre örn. şarj etme, servis veya kaza, yüksek voltaj araç şebekesi devreye alınmalıdır veya ayrılmalıdır.
Diğer bilgiler "Yüksek voltaj araç elektrik şebekesi fonksiyonu" ayrı fonksiyon açıklamasında bulunmaktadır.
TERMO YÖNETİMİ
Yüksek voltajlı akülerin soğutması ve sıcaklığının ayarlanması ve ayrıca elektrikli makine 1'in ve yüksek voltajlı bileşenlerin soğutması için elektrikli araç bir termo yönetimi ile donatılmıştır. Termo yönetimi bunun için araç iç mekanının iklimlendirmesini ayarlar.
Termo yönetimi otomatik olarak araçın çalıştırılmasından sonra sürücü kabininin ve ayrıca yüksek voltaj akülerinin ve elektrikli bileşenlerin sıcaklıklarını kontrol eder.
Termo yönetimi ile ilgili detaylı bilgiler "Yüksek voltaj araç elektrik şebekesinin soğutulması fonksiyonu" ayrı fonksiyon açıklamasında bulunmaktadır.
Yüksek voltajlı akünün ısıtılmasına ilişkin detaylı bilgileri "Yüksek voltaj araç elektrik şebekesi fonksiyonu" ayrı fonksiyon açıklamasında bulunmaktadır.
İklimlendirmeye ilişkin detaylı bilgiler "Elektrikli araç klima fonksiyonu" ayrı fonksiyon açıklamasında bulunmaktadır.
Güç sınırlaması
Katılımcı bileşenleri aşırı yüklenmeye karşı korumak için elektrikli tahrik gücü belirli işletim durumlarında kısıtlanır. Elektrikli tahrik gerçek torku sınırlar veya olası maksimum gücü ve hızı aşağıdaki koşullar altında azaltır:
Yüksek voltaj akülerinin düşük şarj durumu (bildirim kombine göstergede gösterilir)
Yüksek voltaj kısmi devreden çıkması (örn. arızalı yüksek voltaj aküsü algılandı)
Yüksek voltaj akülerinin sıcaklığının çok düşük veya çok yüksek olması
Yüksek voltajlı akülerden çekilen akım çok yüksek
Elektrikli tahrikin kullanılabilir gücü kombine göstergede çok fonksiyonlu ekran üzerinden gösterilir.
Atıfta bulunulan belgeler
- gf0800d9999te Elektronik araç sistem yapı parçalarına genel bakış