Componentes de vehículos híbridos. La batería HV

Los vehículos híbridos se imponen cada vez más como una excelente alternativa en cuanto a autonomía de combustible y reducción de emisiones contaminantes, principalmente en las ciudades donde el alto volumen de tráfico no permite lograr el mejor desempeño de los autos convencionales.

Básicamente cuando se habla del vehículo híbrido cada fabricante cuanta con un tipo particular de estructura de funcionamiento ya sea híbrido tipo serie o híbrido tipo paralelo. Pero todos coinciden en los mismos elementos al interior de los módulos electrónicos que hacen parte de la operación del vehículo.

Demos un vistazo a la Batería Híbrida HV, un componente fundamental en el nuestro caso de estudio. Toyota Prius, incluso de tercera generación que vemos correr en muchas ciudades de Latino América.



En el caso de estudio: Toyota Prius, encontramos que para el funcionamiento del sistema eléctrico se requiere principalmente de los siguientes componentes: La Batería Híbrida HV, el inversor y los motogeneradores MG1 y MG2.

El sistema PACK de la batería cuenta con una composición de baterías en serie las cuales en total suman un voltaje que oscila entre 200 voltios y 220 voltios corriente directa. Existen 28 baterías pequeñas de 7,89 voltios cada una y están conectadas en serie de dos en dos para formar 14 paquetes de baterías de 15,78 voltios (cada pack) y a su vez están conectados todos estos 14 paquetes en serie para generar un total aproximadamente de 220 voltios para el modelo II de PRIUS teniendo en cuenta que puede cambiar la configuración dependiendo de la versión del vehículo híbrido que se esté trabajando.

El sistema de carga de la batería utiliza un Sensor de Amperaje tipo Efecto Hall como componente que evalúa la corriente que maneja la batería, este sensor está encargado de medir cuanta corriente entra o sale de la batería para las diferentes condiciones de carga del vehículo.

¿Qué hay con respecto a la temperatura de la batería híbrida HV?

El monitoreo de la temperatura en la batería que realiza a través de sensores de temperatura los cuales funcionan como termistores similar a los que lo realiza el sensor de temperatura en un motor de inyección, cada uno de los sensores de temperatura puede ser monitoreado en el escáner a través del Flujo de Datos.

En el caso del PRIUS se utilizan tres sensores los cuales están colocados sobre la batería HV como lo indica la figura inferior. Incidencia directa sobre duración de batería Prius y problemas batería Prius en casos comunes encontrados durante casos solucionados previamente. (No es el caso de batería Prius 12v).

La resistencia del sensor puede variar dependiendo la temperatura de la batería en un rango que puede ir desde 0 a 250 KΩ. Para enfriar la Batería Híbrida en el caso Toyota Prius, Denso diseño un sistema muy interesante de ventiladores que es capaz incluso de tomar aire fresco del interior de la cabina de pasajeros.

En los nuevos motores del Prius este ventilador trabaja con un motor sin escobillas, y se debe tener mucho cuidado de no obstruir la toma de aire interna de la cabina que viene ubicada al lado de la silla trasera de pasajeros. El aire frío ingresa succionando por el ventilador y este ingresa por la parte superior de la batería y luego sale por la parte inferior aire caliente hacia el exterior. De esta manera se mantiene la temperatura adecuada en la batería.

Desconectar la batería híbrida HV: Un asunto de mucho cuidado

Por seguridad y frente a una posible intervención por parte del técnico, de diagnóstico o mantenimiento el circuito en serie de la batería se puede interrumpir, esto permite que no exista corriente alguna en los bornes de salida de la batería HV, el dispositivo de fácil remoción se denomina JUMPER y está en un lugar visible del PACK de la batería, en el manual de servicio de cada vehículo existe un procedimiento para realizar esta desconexión, no se recomienda bajo ningún criterio desconectar el JUMPER con el vehículo en funcionamiento.


Los siguientes son los pasos recomendados para realizar la desconexión del JUMPER en el Pack del Toyota Prius de la batería híbrida (revisar cada caso en el manual de servicio del fabricante).

1.- Desconectar el contacto, o llevar el botón de encendido a la posición OFF

2.- Desconectar la batería de baja tensión auxiliar de 12V

3.- Utilizar guantes adecuados según norma CAT

4.- Desconectar el JUMPER de seguridad

5.- Esperar 10 minutos antes de empezar a realizar cualquier trabajo en el sistema

6.- Instalar el JUMPER antes de conectar la batería de 12 V

7.- Borrar DTC que se generen en el proceso de desconexión

Si no cuenta con un escáner NO intervenga en el sistema. Existen algunos códigos de falla relacionados con el funcionamiento del sistema de la batería, es fundamental que pueda tener la información de la computadora de la batería antes de intervenir o realizar algún mantenimiento.

Un ejemplo claro es el código POAA6 Hybrid Battery Voltage System Isolation Fault (Fallo en el sistema de aislamiento de la batería híbrida) en el cual a pesar de existir un fallo en el sistema, la batería aún se encuentra habilitada y el sistema alimentado. Se corre el riesgo de recibir una descarga eléctrica si no tiene claro el DTC y la desconexión electrónica del sistema. Por su propia seguridad tenga en cuenta que siempre es necesario un diagnóstico con escáner antes de intervenir el sistema.

 

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