Arquitectura y Componentes Clave del Sistema Híbrido Automotriz

Descripción del Funcionamiento del Tren Motriz Híbrido

El sistema híbrido opera mediante la interacción coordinada de varios componentes clave para gestionar la propulsión y la recarga de energía. A continuación, se detallan las funciones principales:

Componentes Principales del Sistema de Propulsión

• MG1 (Motor Generador 1): Opera mediante el motor de gasolina. Su función principal es generar electricidad de alto voltaje para alimentar a MG2 o cargar la batería HV. Además, funciona como motor de arranque para el motor de gasolina (utiliza corriente alterna).
• MG2 (Motor Generador 2): Se impulsa mediante energía eléctrica proveniente de MG1 o de la batería HV, generando el movimiento del vehículo. Durante el frenado o cuando el pedal del acelerador no está pisado, recarga la batería (utiliza corriente alterna).
• Unidades de Engranaje: Distribuyen la fuerza motriz generada por el motor de gasolina para impulsar el vehículo, así como para accionar el generador.

Gestión de Energía y Conversión

Batería HV (Alto Voltaje)

Suministra energía eléctrica a MG2 durante el arranque, la aceleración y la marcha cuesta arriba. Se recarga durante el frenado regenerativo o cuando el pedal del acelerador no está pisado.

Conjunto Inversor

Es un dispositivo crucial que convierte la alta tensión de corriente continua (CC) de la batería HV a corriente alterna (CA) para alimentar a MG1 y MG2, y viceversa (convierte CA en CC durante la recarga).

Convertidores de Tensión

Se utilizan varios convertidores para gestionar los niveles de voltaje:

1. Convertidor de Elevación de Tensión: Eleva la tensión máxima de la batería HV, típicamente desde 201.6V CC hasta 500V CC, y realiza la función inversa (reducir de 500V a 201.6V).
2. Convertidor de CC-CC: Reduce el voltaje de la batería principal (aproximadamente 200V) a 12V de CC para suministrar electricidad al sistema auxiliar del coche y a la batería auxiliar de 12V.

Inversor del A/C

Convierte la tensión de 200V de CC a 200V de CA y suministra la alimentación necesaria para operar el compresor del sistema de Aire Acondicionado (A/C).

Unidades de Control Electrónico (ECU) y Sensores

La gestión precisa del sistema híbrido depende de la comunicación constante entre diversas Unidades de Control Electrónico (ECU) y sensores:

ECU de Alto Voltaje (ECU de la HV)

Recibe información de todos los sensores y otras ECU. Basándose en estos datos, calcula el par y la potencia de salida requerida. La ECU de HV envía las instrucciones calculadas a las siguientes unidades:

• Motor de gasolina
• Conjunto del inversor
• ECU de la Batería
• ECU de Control Antipatinaje

Otras Unidades de Control

• ECU del Motor Gasolina: Activa el sistema de control electrónico del acelerador inteligente, ajustándose a la velocidad del motor propuesta y la fuerza motriz requerida, según las indicaciones recibidas desde la ECU de HV.
• ECU Batería: Monitoriza las condiciones de carga de la batería HV.
• ECU Control Antipatinaje: Efectúa el control del sistema de frenos, funcionando de manera análoga a un coche convencional con frenos hidráulicos.

Sensores y Dispositivos de Seguridad

• Sensor de Posición del Pedal del Acelerador: Convierte el ángulo del acelerador en una señal eléctrica que se emite a la ECU de HV.
• Sensor de Posición de Cambios: Convierte la posición de la palanca de cambios a una señal eléctrica.
• SMR (Switch Main Relay): Conecta y desconecta el circuito de alimentación de alto voltaje entre la batería y el conjunto del inversor, utilizando una señal procedente de la ECU.
• Interruptor Antirbloqueo: Verifica que la cubierta del inversor y la clavija de servicio hayan sido instaladas correctamente.
• Sensor del Disyuntor del Circuito (FRL): Se activa en caso de colisiones.
• Clavija de Servicio: Corta el circuito de alto voltaje de la batería HV cuando esta clavija es extraída, garantizando la seguridad durante el mantenimiento.