La batería de alta tensión: Caso Toyota Prius
La batería de alta tensión, se encuentra en los vehículos híbridos y provee un voltaje de 220 V en las versiones más modernas. En las versiones anteriores al Prius, el voltaje es mayor. Estos valores cambian dependiendo del fabricante.
En este artículo me centraré en el Toyota Pruis. En el caso del Prius, los valores provienen de un paquete de 14 baterías en serie. Los valores están dispuestos así: existen 28 baterías pequeñas de 7,89 V (cada una) estas están conectadas de dos en dos para así formar 14 paquetes de baterías de 15,78V (cada una). De igual forma, están conectadas todos estos 14 paquetes en serie para generar un total de 220 Voltios. .
Este caso, hace parte de nuestros Cursos automotrices especializados en Reacondicionamiento de Baterías de vehículos híbridos que se dictan en Miami o en diferentes países de Latinoamérica como Colombia, Ecuador y en Europa en España.
Este voltaje es entonces el que a continuación será utilizado en los motores trifásicos que son el motogenerador MG1, el motogenerador MG2 y el motor del aire acondicionado. Todos estos serán explicados detalladamente más adelante. El voltaje requiere ser también restablecido y monitoreado constantemente por la ECU de la batería. Adicionalmente, la batería debe mantenerse a temperatura que no ocasione problemas.
Monitoreo de los Voltajes de las celdas
Los cables de monitoreo salen de los diferentes puntos de medida después de cada serie de dos, o sea, después de cada uno de los 14 paquetes. De esta forma, llevan este valor a la ECU de la batería como se puede apreciar en el diagrama eléctrico.
Adicionalmente, un tema importante que explicamos en los Cursos automotrices especializados en Reacondicionamiento de Baterías de vehículos híbridos es que en la ECU de la batería tenemos conexión a la red CAN. También conexión al control del soplador para enfriamiento de la batería. Conexión a los sensores de temperatura que informan la temperatura de las baterías y los relés IGCT, que son los que posibilitan que la tensión de estas baterías salga hacia el compartimento del motor. En este caso estos relays son activados por la computadora del sistema híbrido HV.
Clavija o Jumper de Seguridad
La serie de los paquetes de las baterías llegan a los dos polos positivo y negativo para su distribución. Adicionalmente, posee una clavija de seguridad que abre él circuito al sacarla, esta clavija tiene conexión al paquete 10 como se su puede apreciar en la figura.
En el caso del Prius, la clavija de seguridad tiene un enclavamiento mecánico que es monitoreado eléctricamente por en modulo del híbrido. El modulo del híbrido se encarga de detectar cuando el enclavamiento no está conectado correctamente y bloquea el sistema, no dejando encender al auto y limitándolo a estar en neutro.
Monitores de la Temperatura
La ECU de la batería utiliza sensores de temperatura de la batería 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 la batería. (Así, el ventilador del soplador se pone en marcha cuando la temperatura de la batería HV alcanza un nivel previamente determinado.)
La resistencia del termistor está integrada en cada sensor de temperatura de la batería. Esta resistencia, varía de acuerdo con los cambios de temperatura del conjunto de la batería HV. Cuanto más baja sea la temperatura de la batería, más alta será la resistencia del termistor. A su vez, mientras más alta sea la temperatura, más baja será la resistencia.
Existen grandes mitos sobre la vida útil de las baterías de los autos híbridos y mucho se comenta en YouTube, sin todavía aclarar tus dudas. Creo que aprender una técnica para darle una segunda vida a las baterías de los autos híbridos, es parte del ejercicio que deberías hacer; y te lo podemos enseñar en el curso de reacondicionamiento y reparación de baterías de autos híbridos.
Control de la alimentación de alta tensión
Para determinar si hay fugas de corriente o cortos circuitos, el sistema utiliza un sensor de corriente por efecto hall. Este sensor se encuentra a la salida del negativo de la batería. Además, el sensor de tres cables va conectado a la ECU de la batería e informa la cantidad de corriente que regresa por el negativo.
Los termistores (4 en algunos casos) dan información de la temperatura de la batería. En base a la información, la ECU de la Batería puede activar el ventilador para la batería (Blower Bat). Controlado por un módulo de transistor (driver fan) el cual es monitoreado por la ECU BAT que ve el funcionamiento verificando los pulsos negativos al motor.
Es pertinente mencionar que la batería de alta función, no podría funcionar de manera optima si estos procesos no se llevaran a cabo. Sin embargo, hay diferentes elementos que también son necesarios para el funcionamiento del vehículo. En Autosoporte Capacitación Automotriz, tenemos una serie de cursos con el objetivo de seguir ayudándote a actualizarte en el sistema híbrido y eléctrico. Si te interesa conocer un poco más, te invitamos a hacer parte de La Tournée Internacional de Especialidades en Vehículos Híbridos y Eléctricos.
