Kaj je električni princip?
Električni princip
Najpomembnejša komponenta električnega vozila je baterijski sistem, eden najpomembnejših vidikov baterijskega sistema pa je njegov električni princip. Arhitekturna zasnova električnega principa temelji na izpolnjevanju zahtev, ki jih zasnova vozila postavlja za baterijski sistem, in ko je zasnova dokončana, določa funkcije baterijskega sistema. To poglavje bo zajemalo nekaj znanja o električnih načelih baterijskega sistema.
Električna konfiguracija
Zahteva za električno konfiguracijo akumulatorskega sistema izhaja iz zahtev akumulatorskega sistema. Če povzamem zahteve vozila za baterijski sistem v enem preprostem stavku: varno in nadzorovano zagotavljanje električne energije za električno vozilo. Tri ključne besede v tem stavku soelektrična energija, obvladljiv, invarno. Električna energija se nanaša na komponente znotraj baterijskega sistema, kot so baterijski moduli, ki lahko zagotavljajo električno energijo. Obvladljive se nanašajo na komponente znotraj baterijskega sistema, kot so krmilna enota baterije (BCU), kontaktorji ali releji in senzorji toka/napetosti, ki lahko nadzorujejo tok. Varno se nanaša na komponente znotraj akumulatorskega sistema, ki so povezane z varnostjo sistema, kot so varovalke in ročni servisni odklop (MSD). Slika 9-1 prikazuje preprosto električno konfiguracijo baterijskega sistema, vključno s tremi vrstami zgoraj omenjenih komponent. Ti vključujejo komponente, kot so baterijski moduli, krmilna enota baterije (BCU), glavni pozitivni kontaktor, glavni negativni kontaktor, pozitivni kontaktor za hitro polnjenje, negativni kontaktor za hitro polnjenje, rele pred-polnjenja, upor pred polnjenjem, tokovni senzor in ročni servisni odklop (MSD) z varovalko.
Kot je prikazano na sliki 9-1, je baterijski sistem sestavljen iz 1 glavne nadzorne plošče, več podrejenih nadzornih plošč, 1 MSD, več celic, visoko-napetostnih relejev, nizko-napetostnih kabelskih snopov in različnih priključkov. Glavna nadzorna plošča je odgovorna za funkcije, kot so visoko{7}}napetostni logični nadzor releja, zajem skupne napetosti, visokonapetostni konektor in spremljanje statusa povezave MSD, zajem toka, nadzor polnjenja, komunikacija vozila, zbiranje informacij o podrejeni plošči, diagnoza napak in nadgradnja programa. Vsaka podrejena nadzorna plošča je konfigurirana za pridobivanje napetosti celice (0~5V) in je opremljena s temperaturnimi senzorji, porazdeljenimi po vsakem baterijskem modulu v škatli.
Baterijski sistem na sliki 9-1 je razmeroma preprost in še ne vključuje podsistemov, kot so vodni hladilni sistem, ogrevalni sistem in sistem za nadzor temperature.
Električna načela
Slika 9-2 prikazuje električni princip baterijskega sistema. Kot je razvidno iz slike, baterijski sklop vključuje pozitivne in negativne kontaktorje, upore pred-polnjenja, releje pred polnjenjem, MSD, sistem za upravljanje baterije in tokovne senzorje. Kontaktorje znotraj hitrega/počasnega polnilnika in paketa litijevih baterij krmili sistem za upravljanje baterije (BMS), priporočljiva pa je pozitivna logika. Pozitivni in negativni kontaktorji so opremljeni s pomožnimi kontakti, povratni signal pa se pošlje nazaj v sistem za upravljanje baterije.
Pred{0}}vezje predpolnjenja pred{1}}napolni visokonapetostni-sistem vozila, pred{3}}napetost polnjenja pa je napetost sistema. Napajanje glavne plošče sistema za upravljanje baterije mora imetiVKLOP, žica pod napetostjo in vmesnik za-bujenje polnjenja. Aktivira se z vklopom napajanja med običajnim delovanjem in aktivira z zunanjim virom napajanja za polnjenje med polnjenjem. Sistem za upravljanje baterije mora imeti funkcije zaznavanja izolacijskega upora ter zaznavanja napetosti zbiralke in toka. Zaznavanje toka lahko sprejme šant ali Hallove senzorje toka. Sistem za upravljanje baterij mora imeti ustrezne strategije za izolacijsko odpornost in odpravljanje napak. Zahteve za zaznavanje izolacijske upornosti so podrobno opisane v ustreznih zahtevah na vhodnem listu načrta baterije. Glavna plošča sistema za upravljanje baterije bi morala biti sposobna zaznati signale za nadzor polnjenja in potrditvene signale CC/CP/CC2, ki ustrezajo nacionalnim standardom polnjenja. Metode polnjenja z izmeničnim tokom morajo biti zasnovane v skladu s tipičnim načelom krmilnega pilotnega vezja načina polnjenja 3, način povezave B v nacionalnem standardu, ki omogoča polnjenje z izmeničnim tokom prek gospodinjske vtičnice 16 A in polnilne skupine za izmenični tok. Stikalo za vzdrževanje in visoko{12}}napetostna varovalka morata biti nameščena na sredini napajalne baterije. Če je baterijski paket razdeljen-sistem škatle, je priporočljivo namestiti stikalo za vzdrževanje in visoko{15}}napetostno varovalko v električni srednji položaj vsake škatle. Visok{17}}napetostni priključek med MSD in priključnim kablom bi moral tvoriti zaklepno vezje znotraj paketa baterij, zaklepni signal pa zazna sistem za upravljanje baterije. Visok{19}}napetostni konektor za skupno napetost in skupni negativni izhod napajalnega akumulatorskega paketa uporablja pred-nastavljene konektorje, visoko-napetostni krmilni signal zaklepanja, ki tvori uporovno zanko z enoto za krmiljenje moči (PCU) in motorjem, pa zazna krmilna enota vozila (VCU).
Sistem za upravljanje akumulatorja uporablja glavno-podrejeno arhitekturo. Komunikacija med glavno nadzorno ploščo in podrejenimi krmilnimi ploščami poteka prek vodila CAN. Slika 9-3 prikazuje strukturo notranjega vodila CAN akumulatorskega sistema.
Kot je razvidno iz slike 9-3, je vsak modul opremljen s podrejeno nadzorno ploščo. Podrejena nadzorna plošča je integrirana z modulom, kar omogoča prilagodljivo konfiguracijo, razširljivost in ustvarjanje standardiziranih modulov za izpolnjevanje zahtev platforme. Električna zasnova se v glavnem osredotoča na zasnovo visokonapetostnega tokokroga paketa baterij, vključno z razvojnimi vidikivisoka{0}}napetostna električna varnost,-vezje predpolnjenja,-izbira visokonapetostnega kabla, MSD in tokovni senzorji.
