โครงการ 104S เป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของความเป็นจริงนี้ หน้าที่ของเราคือนำรถขับเคลื่อนซึ่งเป็นรถบรรทุกโลจิสติกส์เพื่อการพาณิชย์ขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนตามปกติมาถอดระบบส่งกำลังแบบสันดาปภายในออก และแทนที่ด้วยระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแรงสูงที่ทนทาน
เราไม่ได้ทำงานกับโครงตาข่าย "สเก็ตบอร์ด" ที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ เรากำลังเผชิญกับโครงไล่ระดับแบบดาบแบบดั้งเดิม ซึ่งออกแบบเมื่อหลายสิบปีก่อนสำหรับเครื่องจักรดีเซลและเพลาขับ
ในฐานะหัวหน้าทีม Lead Systems ที่เชี่ยวชาญด้านการปรับปรุงเพิ่มเติมสำหรับงานหนัก ฉันสามารถบอกคุณได้ว่าการผสมผสานเทคโนโลยีลิเธียมแห่งศตวรรษที่ 21 เข้ากับโครงประดิษฐ์แห่งศตวรรษที่ 20 นั้นต้องการอะไรที่มากกว่าแค่แผ่นสายไฟ ต้องใช้วิศวกรรมแบบเดรัจฉานที่สมดุลกับการทำงานทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อน กรณีศึกษานี้สำรวจอุปสรรคทางวิศวกรรมเฉพาะของการวางระบบแบตเตอรี่ลิเธียม 104S ไว้บนตะแกรงรถบรรทุกที่โยกเยกและงอได้ และวิธีที่ BMS แรงดันสูงเกรดยานยนต์ ของ JBD กลายเป็นระบบประสาทส่วนกลางที่ทำให้เป็นไปได้
104S Sweet Spot ที่กำหนดแรงดันไฟฟ้าสำหรับติดตั้งเพิ่มเชิงพาณิชย์
ก่อนที่ประแจสร้อยคอจะสัมผัสกับสลักเกลียว เราต้องกำหนดเกราะกระดองก่อน สำหรับการแลกเปลี่ยนในตลาดระดับเบาถึงปานกลาง (คลาส 3-5 ดั้งเดิม) การเลือกแรงดันไฟฟ้าถือเป็นสิ่งสำคัญ
การจ่ายไฟต่ำเกินไป (เช่น 96V หรือ 144V) ต้องใช้กระแสไฟขนาดใหญ่เพื่อให้ได้สร้อยคอที่จำเป็น โดยแสดงในรถบ๊อบบี้ที่หนักและควบคุมไม่ได้
การเดินสายเคเบิลและการสูญเสียความร้อนI²R อย่างมีนัยสำคัญ การสูงเกินไป (เช่น เกราะ 800V) เข้าสู่ขอบเขตของต้นทุนองค์ประกอบแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล โดยการนำอินเวอร์เตอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) อันล้ำค่าและโครงสร้างการชาร์จแบบพิเศษที่ไม่ค่อยสมเหตุสมผล
เราเลือกการกำหนดค่า 104S โดยใช้เซลล์โพลีโครมาติก LiFePO4 (LFP)
แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด：332.8V( ที่ 3.2 V ต่อเซลล์)
แรงดันไฟฟ้าชาร์จสูงสุด: ~ 380V
ช่วงพิกัด ~330V นี้ถือเป็น "จุดที่น่าสนใจ" สำหรับการติดตั้ง EV ที่วางตลาดเพิ่มเติม ให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เพียงพอในการขับเคลื่อนมอเตอร์ฉุดที่สำคัญ โดยไม่ต้องใช้ปัจจัยการกักเก็บไฟฟ้าแรงสูงที่ยอดเยี่ยม ช่วยให้เราใช้ตัวเชื่อมต่อและสายเคเบิลเกรดเทียมมาตรฐานที่แข็งแกร่ง ขณะเดียวกันก็รักษาการดึงกระแสภายในขีดจำกัดที่จัดการได้ในระหว่างสคริปต์การบรรทุกสูงสุด เช่น การสตาร์ทบนเกรดที่มีการบรรทุกเต็ม
ข้อเสนอแนะรูปภาพ: รูปภาพแสดงกล่องแบตเตอรี่ที่ติดตั้งบนรางโครงรถบรรทุก การกำหนดค่า "ถังแยกมลทิน" แบบแยกแสดงเปลือกแบตเตอรี่สาระสำคัญที่แข็งแกร่งซึ่งยึดติดอยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่งของถ้ำเพลาขับกรอบสำเร็จการศึกษาแบบดาบ
เฟรมสำเร็จการศึกษาด้านความท้าทายทางกายภาพเทียบกับ "สเก็ตบอร์ด" ในอุดมคติ
โครงสร้างตาข่ายสเก็ตบอร์ด EV ล้ำสมัยมีความแข็งแกร่งและแบน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใส่แบตเตอรี่ กรอบการสำเร็จการศึกษาที่วางตลาดได้นั้นตรงกันข้าม ออกแบบมาให้ยืดหยุ่น มันบิดไปตามเปลือกถนนที่ไม่เรียบ มันสั่นสะเทือนอย่างแรง
สำหรับการออกแบบ 104S เราไม่สามารถวางแพ็คเสาหิน 104 เซลล์ไว้ตรงกลางได้ เพลาขับ ถ้ำ และคานขวางขวางทางอยู่ เราต้องยืมเค้าโครงแบบกระจาย ซึ่งมักเรียกว่าการกำหนดค่า "แทงค์มลทิน" เราแก้ไขระบบ 104S ออกเป็นแพ็กย่อย 52S สองชุด โดยติดตั้งไว้ภายนอกบนรางเฟรมที่ด้านใดด้านหนึ่งของรถบรรทุกเพื่อรักษาจุดศูนย์กลางของหลุมศพ
สิ่งนี้ทำให้เกิดอาการปวดหัวทางวิศวกรรมอย่างมาก
การสั่นสะเทือนและการกระแทก กล่องแบตเตอรี่เป็นแบบไม่มีสปริงซึ่งสัมผัสกับแรงกระแทกจากถนนโดยตรง ปัจจัยภายใน โดยเฉพาะ BMS และคอนแทคเตอร์ จะต้องขับไล่แรง G สูงภายในข้อต่อบัดกรีที่แตกร้าวหรือการปิดการเชื่อมของรีเลย์
การกำหนดเส้นทาง HV ขณะนี้เรามีสายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงวิ่งผ่านตะแกรงระหว่างทั้งสองแพ็ค การปกป้องแนวเหล่านี้จากรอยช้ำและเศษซากถนนถือเป็นข้อกังวลด้านความปลอดภัยเบื้องต้น
ความซับซ้อนของ HVIL ห่วงเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูง (HVIL) — วงจรความปลอดภัยที่รับประกันการหยุดระบบหากขั้วต่อติดตั้งไม่ถูกต้อง จะต้องเดินในเส้นทางที่ยาวและซับซ้อนมากขึ้นทั่วทั้งเฟรม
ระบบประสาทที่ใช้ HV BMS เกรดยานยนต์ของ JBD
เนื่องจากภูมิประเทศที่รุนแรงของกรอบการศึกษาการก่อสร้าง BMS เทียมมาตรฐานจะล้มเหลวภายในหนึ่งเดือน การสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องจะทำให้ปัจจัย PCB มาตรฐานแตกกระจาย และรอยเปื้อนบนถนนอาจทำให้เปลือกที่ไม่ปิดผนึกเสียหายได้
สำหรับการออกแบบ 104S เราได้ติดตั้ง JBD Automotive- Grade High Voltage BMS นี่ไม่ใช่แค่การครอบคลุมแรงดันไฟฟ้าของเซลล์เท่านั้น มันเกี่ยวกับการเอาชีวิตรอด
ความท้าทายด้านวิศวกรรม # 1: การเอาตัวรอดจากสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม
ต้องติดตั้งหน่วย BMS ใกล้กับกล่องคอนแทคเตอร์หลัก โดยต้องสัมผัสกับสิ่งพื้นฐานใต้กระบะรถบรรทุก เราใช้เกราะป้องกันที่ทนทานของ JBD
สี่เหลี่ยม IP67 BMS ตั้งอยู่ในสี่เหลี่ยมอะลูมิเนียมหล่อกระดูก ปิดผนึกอย่างสมบูรณ์จากฝุ่นและละอองน้ำแรงดันสูง สิ่งนี้ไม่สามารถต่อรองได้สำหรับการสนับสนุนใต้ขัดแตะ
ตัวเชื่อมต่อยานยนต์ เราใช้ตัวเชื่อมต่อระดับยานยนต์แบบล็อคและปิดผนึก (เช่น ส่วนประกอบการเชื่อมต่อ Amphenol หรือ TE) สำหรับชุดสายรัดการตรวจจับและการสื่อสารทั้งหมด ป้องกันการสั่นไหวระหว่างการทำงาน
การลดแรงสั่นสะเทือน PCB ภายในปูพรมตามแบบเพื่อปกปิดความชื้น และติดตั้งด้วยแท่นรองรับการสั่นสะเทือนเพื่อป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีมิติละเอียดอ่อนจากฮาร์โมนิคของเฟรม
ข้อเสนอแนะรูปภาพ รูปภาพของ JBD BMS ภายในจตุรัสแก่นแท้ที่ทนทาน ใกล้กับฝาครอบอะลูมิเนียมหล่อแบบกระดูกซึ่งแสดงขั้วต่อแบบปิดผนึกระดับยานยนต์และครีบระบายความร้อน
ความท้าทายด้านวิศวกรรม # 2: พลิกโฉมสัตว์ร้ายที่ถูกแจกจ่าย
การจัดการแพ็ค 104S แบบแยกต้องพิจารณาอย่างรอบคอบถึงการมองเห็นปัจจุบันและการวางคอนแทคเตอร์ เราตัดสินใจเลือกใช้แนวทาง Master BMS แบบรวมศูนย์
ในขณะที่เซลล์ได้รับการแก้ไขทั้งทางกายภาพและทางไฟฟ้า เซลล์เหล่านั้นยังคงอยู่ในอนุกรมกัน JBD BMS ได้รับการกำหนดค่าให้ครอบคลุมอุณหภูมิทั้งชุดทางกายภาพที่แตกต่างกัน สิ่งสำคัญที่สุดคือ วงจร HVIL ได้รับการออกแบบให้ทำงานเป็นอนุกรมผ่านการตัดการเชื่อมต่อบริการของถังมลทินทั้งสอง อย่างไรก็ตาม ระบบ HV ทั้งหมดไม่สามารถใช้งานได้ และปลอดภัยหากระบบอัตโนมัติเปิดกล่องแบตเตอรี่กล่องใดกล่องหนึ่งเพื่อเข้ารับบริการ JBD BMS ตรวจสอบความสมบูรณ์ของวงกลม HVIL ที่ขยายนี้อย่างต่อเนื่องก่อนที่จะอนุญาตให้คอนแทคเตอร์หลักปิด
ความท้าทายทางวิศวกรรม # 3 การจับมือกันของโปรโตคอล (การรวม VCU)
งานสร้างคือภูมิประเทศแบบ "แฟรงเกนสไตน์" คุณมีมอเตอร์และตัวควบคุมจากซัพพลายเออร์รายหนึ่ง แป้นคันเร่งจากรถยนต์คันเดิม และหน่วยควบคุมยานพาหนะหลังการขาย (VCU) ใหม่ที่กำลังพยายามแสดง
BMS จะต้องเป็นแหล่งความจริงแหล่งเดียวสำหรับสถานะของแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม รถบรรทุกจะไม่เคลื่อนที่หาก BMS และ VCU ไม่สามารถพูดได้
เราใช้อินเทอร์เฟซเครื่องจักร CAN ที่กำหนดค่าได้อย่างสมบูรณ์ของ JBD BMS (CAN 2.0 B) ความท้าทายคือการแมป CAN ID เฉพาะที่ VCU หลังการขายต้องการ เราต้องกำหนดค่า BMS เพื่อออกอากาศพารามิเตอร์ที่สำคัญ ได้แก่ สถานะของประจุ (SOC), ขีดจำกัดกระแสประจุ (DCL) และขีดจำกัดกระแสประจุ (CCL) - ที่ความถี่ที่แน่นอน (เช่น ช่วงเวลา 10 มิลลิวินาที) ที่ VCU คาดการณ์ไว้
กรณีศึกษา: Limelight ทำงานด้วยกระแสพุ่งเข้าสูงเมื่อสตาร์ทเครื่อง
ในระหว่างการทดสอบแทร็กดั้งเดิม เราพบปัญหาร้ายแรง เมื่อผู้ขับขี่เหยียบคันเร่งจนพื้นจากจุดตายขณะบรรทุกสินค้าน้ำหนัก 2 ตันที่แยกชิ้นส่วน VCU จะเรียกร้องการเร่งความเร็วสูงสุดโดยไม่หยุดยั้ง กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่มีปริมาณมาก ส่งผลให้ BMS เกิดประกายไฟ "การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร" และเปิดคอนแทคเตอร์อย่างไม่หยุดนิ่ง ส่งผลให้รถบรรทุกไม่สามารถหยุดนิ่งได้
ตัวเก็บประจุภายในของตัวควบคุมมอเตอร์ระบายแบตเตอรี่มากเกินไป ดูเหมือน BMS จะลัดวงจร
โซลูชัน JBD: เราไม่สามารถปิดการป้องกันเพียงอย่างเดียวได้ นั่นจะเป็นอันตราย แต่เราเลือกใช้ซอฟต์แวร์การกำหนดค่าขั้นสูงของ JBD HV BMS เพื่อปรับแต่งความรู้สึกในการป้องกัน
การเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จล่วงหน้า เราได้เพิ่มช่วงเวลาหยุดทำงานของการชาร์จล่วงหน้า โดยที่ตัวเก็บประจุของตัวควบคุมมอเตอร์จะถูกจับคู่อย่างสมบูรณ์กับแรงดันไฟฟ้าของชุดก่อนที่คอนแทคเตอร์หลักจะปิด
การทำแผนที่ลมปัจจุบัน - เวลา เราปรับสภาพอุปกรณ์ตรวจจับการป้องกันกระแสเกินจากค่าปัจจุบันไปเป็นค่าลมแบบจำกัดเวลา เรากำหนดค่า BMS ให้ปล่อยให้ก้าน 300A เป็นเวลานานกว่า 2 วินาที (เพียงพอที่จะทำให้ความเฉื่อยแบบกลิ้งเคลื่อนไป) ก่อนที่จะวางลงไปที่ระดับ 150A ที่ไม่หยุดนิ่ง
การปรับจูนนี้อนุญาตให้ใช้ "สร้อยคอแยก" ที่จำเป็นได้ โดยไม่กระทบต่อขีดจำกัดด้านความปลอดภัยของเซลล์ 104S
บทสรุป: อนาคตของการติดตั้งเพิ่มเติมนั้นแข็งแกร่ง
การออกแบบ 104S แสดงให้เห็นว่าการแปลง ICE lattice อันเก่าแก่เป็นไฟฟ้าเป็นกลยุทธ์ที่เป็นไปได้และคุ้มค่าสำหรับสายการผลิตที่มีจำหน่ายในท้องตลาด แต่ไม่ใช่แบบดึงแล้วเล่นเลย ภูมิประเทศทางกายภาพที่ไม่เป็นมิตรของกรอบการสำเร็จการศึกษาต้องการปัจจัยที่เข้มงวดกว่าผลการจัดเก็บพลังงานมาตรฐานมาก
ด้วยการใช้จุดหวานแรงดันไฟฟ้าของระบบ 104S และความชาญฉลาดที่กำหนดค่าได้ของ JBD Automotive- Grade BMS เราจึงสามารถส่งมอบรถบรรทุกสำหรับงานที่รักษาระยะทางเดิมไว้ได้สำเร็จ ขณะเดียวกันก็นำระบบส่งกำลังที่ไม่มีการย้ายถิ่นฐานมาใช้
อย่างไรก็ตาม โปรดสื่อสารหมวดวิศวกรรมของเราเพื่อพิจารณาว่าผลลัพธ์แรงดันไฟฟ้าสูงของเราสามารถตอบสนองความต้องการในโลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างไร หากคุณกำลังเจรจาการสร้าง EV ที่วางตลาดได้หรือโครงตาข่ายสำหรับงานหนักทางเทคนิค