Τι είναι η Ηλεκτρική Αρχή;
Ηλεκτρική Αρχή
Το πιο βασικό στοιχείο ενός ηλεκτρικού οχήματος είναι το σύστημα μπαταρίας και ένα από τα πιο βασικά στοιχεία του συστήματος μπαταρίας είναι η ηλεκτρική του αρχή. Ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός της ηλεκτρικής αρχής βασίζεται στην ικανοποίηση των απαιτήσεων που προτείνονται από τη σχεδίαση του οχήματος για το σύστημα μπαταριών και μόλις ολοκληρωθεί ο σχεδιασμός, καθορίζει τις λειτουργίες του συστήματος μπαταρίας. Αυτό το κεφάλαιο θα καλύψει ορισμένες γνώσεις σχετικά με τις ηλεκτρικές αρχές του συστήματος μπαταρίας.
Ηλεκτρική Διαμόρφωση
Η απαίτηση για την ηλεκτρική διαμόρφωση του συστήματος μπαταρίας πηγάζει από τις απαιτήσεις του συστήματος μπαταρίας. Για να συνοψίσουμε την απαίτηση του οχήματος για το σύστημα μπαταρίας σε μια απλή πρόταση: να παρέχει με ασφάλεια και ελεγχόμενη ηλεκτρική ενέργεια για το ηλεκτρικό όχημα. Οι τρεις λέξεις κλειδιά σε αυτή την πρόταση είναιηλεκτρική ενέργεια, συγκράτητος, καιασφαλής. Η ηλεκτρική ενέργεια αναφέρεται στα εξαρτήματα του συστήματος μπαταρίας, όπως οι μονάδες μπαταρίας, που μπορούν να παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια. Το Controlable αναφέρεται στα εξαρτήματα του συστήματος μπαταρίας, όπως η μονάδα ελέγχου μπαταρίας (BCU), οι επαφές ή τα ρελέ και οι αισθητήρες ρεύματος/τάσης, που μπορούν να ελέγξουν το ρεύμα. Το Safe αναφέρεται στα εξαρτήματα του συστήματος μπαταρίας που σχετίζονται με την ασφάλεια του συστήματος, όπως οι ασφάλειες και η χειροκίνητη αποσύνδεση σέρβις (MSD). Το Σχήμα 9-1 δείχνει μια απλή ηλεκτρική διαμόρφωση ενός συστήματος μπαταρίας, συμπεριλαμβανομένων των τριών τύπων εξαρτημάτων που αναφέρονται παραπάνω. Αυτά περιλαμβάνουν εξαρτήματα όπως μονάδες μπαταρίας, μονάδα ελέγχου μπαταρίας (BCU), κύριο θετικό επαφέα, κύριο αρνητικό επαφέα, θετικό ρελέ ταχείας φόρτισης, αρνητικό ρελέ ταχείας φόρτισης, ρελέ προφόρτισης, αντίσταση προφόρτισης, αισθητήρα ρεύματος και Μη αυτόματη αποσύνδεση σέρβις (MSD) με ασφάλεια.
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 9-1, το σύστημα μπαταρίας αποτελείται από 1 Master Control Board, αρκετές Slave Control Board, 1 MSD, αρκετές κυψέλες, ρελέ υψηλής{{4}τάσης, καλωδίωση χαμηλής-τάσης και διάφορους συνδέσμους. Ο Κύριος πίνακας ελέγχου είναι υπεύθυνος για λειτουργίες όπως ο λογικός-έλεγχος ρελέ υψηλής τάσης, η λήψη ολικής τάσης, η παρακολούθηση της κατάστασης σύνδεσης σύνδεσης υψηλής τάσης και MSD, η λήψη ρεύματος, ο έλεγχος φόρτισης, η επικοινωνία οχήματος, η συλλογή πληροφοριών εξαρτημένης πλακέτας, η διάγνωση σφαλμάτων και η αναβάθμιση προγράμματος. Κάθε πίνακας ελέγχου Slave έχει διαμορφωθεί ώστε να αποκτά τάση κυψέλης (0~5V) και είναι εξοπλισμένος με αισθητήρες θερμοκρασίας που κατανέμονται σε κάθε μονάδα μπαταρίας στο κουτί.
Το σύστημα μπαταριών στο Σχήμα 9-1 είναι σχετικά απλό και δεν περιλαμβάνει ακόμη υποσυστήματα όπως το σύστημα ψύξης νερού, το σύστημα θέρμανσης και το σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας.
Ηλεκτρολογικές Αρχές
Το σχήμα 9-2 δείχνει μια ηλεκτρική αρχή ενός συστήματος μπαταρίας. Όπως φαίνεται από το σχήμα, το πακέτο μπαταριών ενσωματώνει θετικούς και αρνητικούς επαφές, αντιστάσεις προ{3}φόρτισης, ρελέ προφόρτισης, MSD, σύστημα διαχείρισης μπαταρίας και αισθητήρες ρεύματος. Οι επαφές στο εσωτερικό του γρήγορου/αργού φορτιστή και της μπαταρίας λιθίου ελέγχονται από το σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS) και συνιστάται η θετική λογική. Οι θετικοί και αρνητικοί επαφές είναι εξοπλισμένοι με βοηθητικές επαφές και το σήμα ανάδρασης αποστέλλεται πίσω στο σύστημα διαχείρισης μπαταρίας.
Το κύκλωμα προ-φόρτισης προ-φορτίζει το σύστημα υψηλής-τάσης του οχήματος και η τάση προ-φόρτισης είναι η τάση του συστήματος. Το τροφοδοτικό της κύριας πλακέτας του συστήματος διαχείρισης μπαταρίας θα πρέπει να έχειON τροφοδοσία, ενεργό καλώδιο και διεπαφή αφύπνισης{0}}φόρτισης. Ενεργοποιείται με τροφοδοσία ON κατά την κανονική λειτουργία και ενεργοποιείται από μια εξωτερική πηγή φόρτισης ρεύματος κατά τη φόρτιση. Το σύστημα διαχείρισης της μπαταρίας θα πρέπει να διαθέτει λειτουργίες ανίχνευσης αντίστασης μόνωσης και ανίχνευσης τάσης και ρεύματος ζυγού. Η ανίχνευση ρεύματος μπορεί να υιοθετήσει αισθητήρες ρεύματος διακλάδωσης ή Hall. Το σύστημα διαχείρισης μπαταριών θα πρέπει να έχει αντίστοιχες στρατηγικές αντίστασης μόνωσης και αντιμετώπισης βλαβών. Οι απαιτήσεις ανίχνευσης αντίστασης μόνωσης περιγράφονται λεπτομερώς στις αντίστοιχες απαιτήσεις του φύλλου εισόδου σχεδιασμού μπαταρίας. Η κύρια πλακέτα του συστήματος διαχείρισης μπαταρίας θα πρέπει να μπορεί να ανιχνεύει τα σήματα ελέγχου φόρτισης και επιβεβαίωσης CC/CP/CC2 που πληρούν τα εθνικά πρότυπα φόρτισης. Οι μέθοδοι φόρτισης εναλλασσόμενου ρεύματος θα πρέπει να σχεδιάζονται σύμφωνα με την τυπική αρχή του πιλοτικού κυκλώματος ελέγχου της Μέθοδος Σύνδεσης Λειτουργίας Φόρτισης 3 Β στο εθνικό πρότυπο, επιτρέποντας τη φόρτιση AC μέσω μιας οικιακής πρίζας 16Α και ενός σωρού φόρτισης AC. Ένας διακόπτης συντήρησης και μια{12}}ασφάλεια υψηλής τάσης θα πρέπει να βρίσκονται στη μέση της μπαταρίας. Εάν το πακέτο μπαταριών είναι σύστημα split{14}}κουτιού, συνιστάται η εγκατάσταση ενός διακόπτη συντήρησης και μιας ασφάλειας υψηλής-τάσης στην ηλεκτρική μεσαία θέση κάθε κουτιού. Ο σύνδεσμος υψηλής{17}τάσης μεταξύ του MSD και του καλωδίου σύνδεσης θα πρέπει να σχηματίζει ένα κύκλωμα αλληλασφάλισης εντός της μπαταρίας και το σήμα αλληλασφάλισης ανιχνεύεται από το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας. Ο σύνδεσμος υψηλής-τάσης για τη συνολική τάση και τη συνολική αρνητική έξοδο της μπαταρίας τροφοδοσίας χρησιμοποιεί προ{20}}ρυθμισμένους συνδέσμους και το σήμα ελέγχου διασύνδεσης υψηλής{21}τάσης που σχηματίζει βρόχο αντίστασης με τη Μονάδα Ελέγχου Ισχύος (PCU) και ο κινητήρας ανιχνεύεται από τη Μονάδα Ελέγχου Οχήματος (VCU).
Το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας υιοθετεί μια κύρια-υποτελή αρχιτεκτονική. Η επικοινωνία μεταξύ του Master Control Board και των Slave Control Boards γίνεται μέσω του διαύλου CAN. Το σχήμα 9-3 δείχνει την εσωτερική δομή του διαύλου CAN του συστήματος μπαταρίας.
Όπως φαίνεται από το Σχήμα 9-3, κάθε λειτουργική μονάδα είναι εξοπλισμένη με έναν πίνακα ελέγχου υποτελών. Ο πίνακας ελέγχου Slave είναι ενσωματωμένος στη μονάδα, επιτρέποντας ευέλικτη διαμόρφωση, επεκτασιμότητα και δημιουργία τυποποιημένων μονάδων για την κάλυψη των απαιτήσεων της πλατφόρμας. Ο ηλεκτρικός σχεδιασμός επικεντρώνεται κυρίως στον σχεδιασμό του κυκλώματος υψηλής τάσης του πακέτου μπαταριών, συμπεριλαμβανομένων των πτυχών ανάπτυξης τουηλεκτρική ασφάλεια υψηλής-τάσης, προ-κύκλωμα φόρτισης, επιλογή καλωδίου υψηλής-τάσης, αισθητήρες MSD και ρεύματος.
