48-V-araç şebekesi aküsü DC/DC konvertörü

P54.10-4438-04

48-V-Powerpack içeriği:

 Doğru akım/doğru akım dönüştürücüsü

 48-V lityum iyon akü

DC/DC konvertörü

 48-V araç şebekesi yönetimi

 Buck modu (48 V  12 V) yakl. 3500 W ile 15 dak güç için

 Buck modu (48 V  12 V) yakl. 3000 W güç ile

 Boost modu (12 V  48 V) yakl. 1000 W güç ile

 Klemens 30c değerlendirmesi (Çarpışmada (Crash) güvenlik konsepti)

 Ağırlık yakl. 2,5 kg

48-V araç şebekesi DC/DC konvertörü üzerinde 12-V araç şebekesi ile birlikte durur. DC/DC konvertörü her iki gerilim düzlemi arasında enerji alışverişini mümkün kılar.

Sürüş esnasında DC/DC konvertörü 12-V araç şebekesini, 48-V araç şebekesinde bulunan enerji ile besler (Buck modu). 12-V araç şebekesinde geleneksel 12-V alternatörün yerine DC/DC konvertörü kullanılır. Bu mod ayrıca 48-V araç şebekesi aküsünden duran faz enerjisini 12-V araç şebekesine sunmak için de kullanılır.

DC/DC konvertörü kumanda cihazı (N83/1), 48-V araç şebekesindeki enerji yönetimi için master kumanda cihazıdır. 48-V araç şebekesi aküsünün verilerini 48-V araç şebekesi-LIN (LIN B22) üzerinden okur ve 48-V araç şebekesi yönetimine sunar. Veya verileri Bus sistemleri üzerinden diğer kumanda cihazlarına aktarır.

12-V araç şebekesini duruma uygun olarak beslemek için 48-V araç şebekesi yönetimi, modu, DC/DC konvertörünün gerilimlerini ve akımlarını 12-V araç şebekesi yönetimine uygun olarak ve 48-V araç şebekesindeki ve araçtaki koşullara uygun olarak ayarlar.

48-V-Powerpack'in ısıtıcısı ve soğutucusu

48-V araç şebekesi aküsünün performansı büyük ölçüde akü sıcaklığına bağlıdır.

Buna rağmen 48-V araç şebekesi aküsü başka bir dış sıcaklık aralığında kullanılabilir, çünkü 48-V-Powerpack bir sulu soğutucu üzerinden ilave bir soğutma ve ısıtma elemanına sahiptir.

48-V araç şebekesinin mümkün olduğunca hızlı bir şekilde iyi bir performans elde edebilmesi için 48-V araç şebekesi aküsü düşük sıcaklıklarda sürüş esnasında, yeterince yüksek bir sıcaklığa ulaşılana kadar soğutma ve ısıtma elemanı tarafından ısıtılır. Hızlı bir şekilde ısınmasını sağlamak için bu fazda 48-V-Powerpack'ten su geçmez.

48-V araç şebekesi aküsünün ve DC/DC konvertörünün yüksek dış sıcaklıklarda da aşırı ısınmaması için 48-V-Powerpack su ile soğutulur. Ayrıca debi aracın termo yönetimi üzerinden sıcaklığa göre uyarlanır.

Eğer 48-V araç şebekesi aküsü buna rağmen ısınmaya devam ederse, oluşan ısıyı su üzerinden daha iyi atabilmek için ayrıca Peltier soğutucusu kademeli olarak devreye alınır.

P54.10-4623-12

48-V-araç şebekesi aküsü

 12 lityum iyon hücreden oluşur.

 Kapasite 20 Ah

 Enerji içeriği yakl. 1 kWh

 Bir hücrenin gerilimi 3,68 V (% 50 SOC'de)

 Akü yönetim sistemi (BMS)

 Klemens 30c değerlendirmesi (Çarpışmada (Crash) güvenlik konsepti)

 Ağırlık: yakl. 12,6 kg

48-V araç şebekesi aküsünün fonksiyonları

 Enerji girişi ve enerji çıkışı

 Gerilimler, akü akımı ve akü sıcaklıkları için ölçü boyutlarının denetimi ve hazırlanması

 Akü soğutma devresindeki soğutma maddesi sıcaklığının hazırlanması

 Akü güvenliğinin yerine getirilmesi

 Algılanan bir çarpışmadan (Crash) sonra 12-V araç şebekesinin ve DC/DC kovertörünün beslemesi ("Post-Crash beslemesi")

 Münferit hücrelerin şarj dengelemesi

48-V araç şebekesi aküsü, 48-V araç şebekesinde kullanım için geliştirilmiştir. Sunulan enerji içeriği üzerinden araç şebekesi fonksiyonlarının (örn  sonradan şarj etme) yanı sıra araçta tahrik aksam fonksiyonları ve konfor fonksiyonları (ısıtma ve soğutma) mümkündür.

Akü bir akü yönetim sistemi (BMS), hücreler, bir soğutma plakası ve çeşitli üstyapı ve bağlantı teknolojilerinden oluşur. Akü bir LIN ağı üzerinden, akü sinyallerini işleyen veya aktaran ve araca sunan bir DC/DC konvertörü ile iletişim kurar.

48-V araç şebekesinde enerji girişi ve enerji çıkışı

48-V araç şebekesi aküsü araç dururken 48-V araç şebekesinden ayrıdır.

48-V araç şebekesinin yönetiminin ve/veya kontak durumunun kumanda edilmesi ile 48-V araç şebekesinin besleme şalterleri kapatılır ve tekrar açılır.

Şalterin fonksiyonunu sürekli sağlamak ve 48­V bileşenlerine fazla yük bindirmemek için ama akımı, şalter kapatılırken bir ön yükleme tertibatı tarafından azaltılır.

48-V araç şebekesi aküsü 48-V araç şebekesine enerjiyi göndererek içten yanmalı motoru çalıştırır.

Ayrıca yüksek akım kapasitesi sayesinde entegre marş motoru alternatörünün (ISG) ve kayış tahrikli marş motoru alternatörünün (RSG) elektrik enerjisini reküperasyon fazında depolayabilir. Bu, ISG veya RSG'ye içten yanmalı motorun desteklenmesi için tekrar sunulabilir.

Bunun üzerinden 48-V araç şebekesi aküsü, yakıt tasarrufuna ve sürücü için konfor fonksiyonlarına katkıda bulunur.

Gerilimler, akü akımı ve akü sıcaklıkları için ölçü boyutlarının denetimi ve hazırlanması

48-V araç şebekesi aküsü kendi sensör sistemine sahiptir, böylece önemli tüm dahili boyutlar algılanabilir. Ölçüm boyutları dahili olarak işlenir. Ayrıca 48-V araç şebekesi LIN üzerinden 48­V araç şebekesi yönetimine ve tahrik aksam ayarına sunulur.

Akü, münferit hücre gerilimlerinin yanı sıra hücre paketinin toplam gerilimini ve 48-V araç şebekesine giden ve DC/DC konvertörüne giden klemenslerin gerilimlerini algılar.

48-V araç şebekesi aküsü hücre paketinin içindeki hücre paketinden gelen akımı ölçer. Gerilim ve akımın yanı sıra akü hücrelerindeki sıcaklık çeşitli yerlerden ölçülür.

Akü soğutma devresindeki soğutma maddesi sıcaklığının hazırlanması

Soğutma maddesinin sıcaklığı soğutma plakasına ölçülür ve aynı şekilde iletişim-Bus üzerinden aracın termo yönetimine sunulur. Termo yönetimi akünün ve DC/DC konvertörünün soğutmasını ayarlar.

Yüksek su sıcaklıklarında da aküyü soğutabilmek için 48-V araç şebekesi aküsünün soğutma gövdesine bir soğutma ve ısıtma elemanı entegre edilmiştir. Soğutma ve ısıtma elemanının kumanda işlemi enerji yönetimi üzerinden gerçekleşir.

Akü güvenliğinin yerine getirilmesi

Lityum iyon akülerinin güvenliğini sağlamak için katı kurallar, normlar ve talimatlar mevcuttur. 48-V araç şebekesi aküsü, hücreden başlayarak BMS'den gövde tasarımına kadar konstrüktif ve fonksiyonel önlemlerden oluşan çok kademeli bir güvenlik konseptine sahiptir.

Dahili ölçü boyutları nedeniyle BMS, akünün durumunu denetler. Yorumlanan güvenlik fonksiyonları böylece işletim penceresi kapsamında akünün güvenli işletimini sağlar. Aynı şekilde konstrüktif önlemler 48-V araç şebekesi aküsünün tasarımına etki etmiştir.

Münferit hücrelerin şarj dengelemesi

48-V araç şebekesi aküsü bir "Balancing tertibatına" sahiptir, bu tertibat münferit hücrelerin bütünsel bir şarj durumunda tutulmasını mümkün kılar. Bu, 48-V araç şebekesi aküsünün optimum performansını güç ve enerji bakımından korumak için gereklidir.

Bu "Balancing tertibatı" ayrıca akünün kullanım ömrünü uzatır, çünkü münferit hücreler zamanından önce eskir.

P54.15-3930-82

Motor bölmesi 48-V-araç şebekesi sigorta kutusu

Motor bölmesi 48-V araç şebekesi 48-V-Powerpack'in akımını çeşitli tüketicilere dağıtır.

Bir arıza durumunda tüm bileşenler değiştirilmelidir. Münferit sigortaların değiştirilmesine ve/veya motor bölmesi 48-V araç şebekesi sigorta kutusunun açılmasına izin verilmez.

Motor bölmesi 48-V araç şebekesi sigorta kutusu üzerinden 48-V-Powerpack'ten ISG'ye veya RSG'ye giden hatta bir akım akım hattı takılıdır. Burada motor bölmesi 48-V aaç şebekesi sigorta kutusuna sigorta takılı değildir, bu bileşenler 48-V-Powerpack üzerinden denetlenir ve emniyete alınır.

Bileşenlerdeki diğer bağlantılar ilgili sigortalar ile donatılmıştır. Bu sigortaların değiştirilmesine de aynı şekilde izin verilmez.

Bileşenler her türlü arızada komple değiştirilmelidir. Bir onarım sadece bunun için eğitim görmüş personel, örn.  Mercedes-Benz'in uzman personeli tarafından gerçekleşmelidir.

P91.60-4856-04

Piro sigorta (Tip 238)

Bir kazadan sonra olası bir yangın tehlikesini önlemek için Supplemental Restraint System kumanda cihazı (N2/10) piro sigortayı devreye alır. Piro sigortasının devreye alınmasıyla kumanda klemens hattı (klemens 30c) kesintiye uğrar. 48-V bileşenlerdeki bu gerilim kesintisi nedeniyle 48-V araç şebekesinin kapatılması sağlanır.