Al igual que los motores de vehículos, las baterías también cuentan con Unidades de Control (ECU) que hacen posible ciertas actividades en los vehículos híbridos o eléctricos. En este artículo, hablaremos de las funciones que cumple la ECU en la batería de un vehículo híbrido (HV).
La ECU de una batería en un vehículo híbrido cumple con funciones sumamente importantes; su forma y componentes son bastante avanzados. Al ser fabricadas por Denso, son difíciles de reparar en caso de presentar fallas, por lo que es mucho más recomendable proceder con una sustitución de la ECU.
Una ECU de batería híbrida posee tres conectores con diferente pinado. Cada uno de estos cumple con funciones especiales, como por ejemplo: control del SOC por la carga y descarga de corriente (por intermedio del sensor de efecto HALL), etc.
¿Cómo influye la ECU de la batería híbrida en el monitoreo de temperatura?
El paquete completo de batería tiene 3 o 4 sensores de temperatura (termistores), que llevan la información a la ECU de la batería. Las baterías también cuentan con un sistema de desfogue, que evita que los vapores salgan y formen depósitos en las partes eléctricas y electrónicas cercanas.
Adicionalmente, posee un sistema de ventilación que circula alrededor de la batería completa, envolviéndola con aire y haciendo posible su enfriamiento.
¿Qué papel desempeña la ECU de la batería en todo este proceso?
La ECU de la Batería utiliza sensores de temperatura para detectar la temperatura del conjunto de la batería HV. En función de los resultados de esta detección, la ECU de la batería regula el soplador. De esta forma, el ventilador del soplador se pone en marcha cuando la temperatura de la batería HV alcanza un nivel previamente determinado.
Los termistores proporcionan información de la temperatura de la batería y con base en esto; la ECU de la batería puede activar el ventilador para ésta, que es controlado por un módulo de transistor. Éste es monitoreado por la ECU BAT, que ve el funcionamiento verificando los pulsos negativos del motor.
La ECU BAT envía pulsos al transistor, para permitir que este coloque el motor del soplador en negativo.
¿Cómo influye la ECU de la batería híbrida en el control de alimentación de alta tensión?
Antes de explicar la función de la ECU en este proceso, es indispensable describir en qué consiste el proceso mismo.
A la salida de la batería se dispone de dos relés (System Main Relay: SMR3 en el NEGATIVO y SMR2 en el POSITIVO), que permiten realizar la conexión del sistema. Hay un relé para cada polo y adicionalmente hay un relé (SMR1) que lleva conectado una resistencia de 20 Ohm en serie.
Este último relay (SMR1) sirve como protección del sistema, pues primero actúa el relé SMR3 (de conexión a negativo) y luego el SMR1, que conecta el sistema intercalando en el circuito la resistencia mencionada.
De esta forma se protege al sistema en general, pues le es posible detectar la existencia de algún corto circuito u otros problemas que impliquen un mayor paso de corriente. Si todo se encuentra en perfecto estado, el SMR2 se conectará en el polo positivo de forma directa. Pero, si sucede lo contrario y hay algún problema, se bloqueará el sistema y no se aplicará la corriente directamente.
Para determinar si hay fugas de corriente y cortocircuitos, el sistema utiliza un sensor de corriente, que se encuentra a la salida del negativo de la batería. Este sensor de tres cables va conectado a la ECU de la batería, y su función es informar la cantidad de corriente que regresa por el polo negativo.
El sensor de corriente de la batería, que está montado en el lado del cable negativo (del conjunto de la batería HV), detecta el amperaje que fluye hacia la batería HV.
Este sensor de corriente introduce una tensión (que varía de 0 a 5 V, en proporción al amperaje) en el terminal IB de la ECU de la batería. Una tensión de salida del sensor por debajo de 2.5 V indica que el conjunto de la batería HV se está cargando. Si es superior a 2.5 V, significa que se está descargando.
¿Qué hace la ECU de la batería?
Esta ECU determina el amperaje de carga y descarga del conjunto de la batería HV, en función de las señales enviadas a su terminal IB. Además, calcula el SOC (Estado de Carga) de la batería HV, mediante la estimación del amperaje.
¿De qué manera incide esta ECU en la Comunicación CAN?
La ECU de una batería híbrida se comunica constantemente con la ECU del sistema híbrido, ya que la activación de los relays de potencia son controlados por ésta. Por tal razón, es importante incluir este tipo de comunicación como otra función de este elemento.
Esta Unidad de Control posee dos pines especiales para la comunicación CAN (Controller Area Network) Alta y CAN Baja. El protocolo CAN es una comunicación de alta velocidad que se ve reflejada en dos señales: una es el espejo de otra, pero invertida.
Ésta contiene toda la información del estado de carga y descarga de la batería, de tal manera que si la ECU de la batería detecta algún problema, inmediatamente se le notificará a la ECU del sistema híbrido para que desactive los relays de potencia en la etapa de control de la alimentación. Así se protegerá a la batería de cualquier falla.
ECU batería híbrida
Toda unidad de control (ECU) de algún componente en específico, tiene un papel fundamental en el funcionamiento de todo el vehículo. En las baterías de un sistema tan complejo como el híbrido, no es la excepción.
Comprender las dinámicas bajo las cuales se rige la ECU de una batería híbrida es algo complicado. Por ello, en Autosoporte Capacitación Automotriz (Junto a Cise Electronics USA) se han dispuesto una serie de especialidades cuyo objetivo es el de formar a los técnicos en las tecnologías de los vehículos híbridos y eléctricos.
Es indispensable que un técnico automotriz adquiera un nivel de conocimiento y experticia propio de un programa profesional y no proceda bajo las riendas de la improvisación.
En colaboración con Cise Electronics USA.
