Project 104S bu gerçekliğin mükemmel bir örneğiydi. Görevimiz, geleneksel olarak çalıştırılan bir hafif ticari lojistik kamyonu olan bir ağır yük taşıtını içten yanmalı güç aktarma organlarından çıkarmak ve onu sağlam, yüksek voltajlı elektrikli aktarma organlarıyla değiştirmekti.
Amaca uygun olarak dikilmiş bir "kaykay" kafesi ile çalışmıyorduk. Onlarca yıl önce bir dizel makine ve tahrik mili için tasarlanmış geleneksel bir kılıç derecelendirme çerçevesiyle karşı karşıyaydık.
Ağır hizmet tipi yenilemelerde uzmanlaşmış Lead Systems beyni olarak, size 21. yüzyıl lityum teknolojisini 20. yüzyıl yapay çerçeveyle birleştirmenin kablolama plakalarından daha fazlasını gerektirdiğini söyleyebilirim. Hassas elektronik operasyonla dengelenmiş kaba kuvvet mühendisliği gerektirir. Bu vaka çalışması, 104S Lityum pil sistemini sallanan, esneyen bir kamyon kafesine yerleştirmenin spesifik mühendislik engellerini ve JBD Otomotiv Sınıfı Yüksek Gerilim BMS'nin nasıl bunu mümkün kılan merkezi sinir sistemi haline geldiğini araştırıyor.
Ticari Güçlendirme Gerilimini Tanımlayan 104S Sweet Spot
Kolye anahtarları cıvatalara temas etmeden önce armatürü tanımlamamız gerekiyordu. Hafif ila orta hizmet tipi pazarlanabilir santraller (Sınıf 3-5 orijinal) için voltaj seçimi kritik öneme sahiptir.
Çok düşük değerlere (örneğin, 96V veya 144V) gitmek, gerekli kolyeyi elde etmek için çok büyük akımlar gerektirir ve ağır, yönetilemez bir bobby performansı gösterir.
kablolama ve önemli I²R ısı kayıpları. Çok yükseğe çıkmak (örneğin 800V armatür), değerli Silisyum Karbür (SiC) invertörleri ve nadiren haklı çıkan özel şarj yapısını alarak üstel eleman maliyetleri alanına girer.
LiFePO4(LFP) polikromatik hücreleri kullanan bir 104S konfigürasyonu seçtik.
Nominal Gerilim: 332,8V (hücre başına 3,2 V'de).
Maksimum Şarj Gerilimi:~380V
Bu ~330V nominal aralık, pazarlanabilir EV iyileştirmeleri için "en uygun noktadır". Fantastik, yüksek voltaj ayırma faktörlerini almadan önemli çekiş motorlarını çalıştırmak için yeterli elektromotor kuvveti sağlar. Bu bize, tam kargoyla bir eğime başlamak gibi kargonun en yoğun senaryoları sırasında akım çekişini yönetilebilir sınırlar içinde tutarken standart, sağlam yapay sınıf konektörler ve kablolar kullanmamıza olanak tanır.
Resim Önerisi: Bir kamyon şasi raylarına monte edilmiş Akü Kutularını gösteren resim. Kılıç kademeli çerçeve tahrik mili yuvasının her iki tarafına cıvatalanmış sağlam esaslı batarya muhafazalarını gösteren bölünmüş bir "kirletme tankı" konfigürasyonu.
Fiziksel Zorluk Mezuniyet Çerçeveleri ve "Kaykay" İdeali
Ultra modern bir EV kaykay kafesi sert ve düzdür; pil için mükemmel bir yataktır. Pazarlanabilir bir mezuniyet çerçevesi ise tam tersidir. Esnek olacak şekilde tasarlanmıştır. Düzensiz yol kabukları üzerinde kıvrılıyor; yoğun bir şekilde titreşir.
104S tasarımı için, monolitik 104 hücreli paketi merkeze bırakamayız. Tahrik mili, yuva ve traversler yolu kapatıyordu. Çoğunlukla "tankı kirletme" konfigürasyonu olarak adlandırılan dağıtılmış bir düzeni ödünç almak zorunda kaldık. 104S sistemini, ciddiyetin merkezini korumak için kamyonun her iki tarafındaki çerçeve raylarına harici olarak monte edilen iki 52S alt paketine ayırıyoruz.
Bu, önemli mühendislik baş ağrılarına neden oldu
Titreşim ve Darbe Akü kutuları yaysız ağırlıktadır ve doğrudan yol darbesine maruz kalır. İç faktörler, özellikle BMS ve kontaktörler, lehim bağlantılarındaki çatlamalar veya rölelerin kaynak kapanması içindeki yüksek G kuvvetlerini püskürtmelidir.
HV Yönlendirme Artık iki paket arasındaki kafes boyunca uzanan yüksek voltajlı kablolarımız vardı. Bu hatların çürüklerden ve yol kalıntılarından korunması birincil güvenlik kaygısıydı.
HVIL Karmaşıklığı Yüksek Gerilim Kilitleme Döngüsü (HVIL) — bir konektörün uygun olmayan şekilde yerleştirilmesi durumunda sistemin durdurulmasını sağlayan güvenlik devresi, tüm çerçeve etrafında çok daha uzun, daha karmaşık bir yol kat etmek zorundadır.
JBD'nin Otomotiv Sınıfı HV BMS'sini Uygulayan Sinir Sistemi
Yapı derecelendirme çerçevesinin zorlu arazisi göz önüne alındığında, standart bir yapay BMS bir ay içinde arızalanır. Sabit titreşim, standart PCB faktörlerini parçalayacak ve yoldaki pislik, yalıtılmamış muhafazaları tehlikeye atacaktır.
104S tasarımı için JBD Otomotiv Sınıfında Yüksek Gerilim BMS'yi yerleştirdik. Bu sadece hücre voltajlarının karşılanmasıyla ilgili değildi; hayatta kalmakla ilgiliydi.
Mühendislik Mücadelesi # 1: Endüstriyel Ortamda Hayatta Kalmak
BMS ünitesinin, kamyon kasasının altındaki esaslara maruz kalacak şekilde ana kontaktör kutusunun yakınına monte edilmesi gerekiyordu. JBD'nin sağlamlaştırılmış mücadele armatürünü kullandık.
IP67 dörtgen BMS, toz ve yüksek basınçlı su spreyine karşı tamamen yalıtılmış, kemik döküm alüminyum dörtgen içine yerleştirilmiştir. Kafes altı destek için bu tartışılamaz.
Otomotiv Konnektörleri Tüm algılama ve iletişim kablo demetleri için çalışma sırasında sarsılmaları önleyecek şekilde kilitli, sızdırmaz otomotiv sınıfı konnektörler (Amfenol veya TE bağlantı bileşenleri gibi) kullandık.
Titreşim Sönümleme Dahili PCB, neme karşı koruma sağlamak üzere uyumlu bir halıyla kaplanmıştır ve hassas boyutlu elektronikleri çerçeve harmoniklerinden yalıtmak için titreşim sönümleyici ayırıcılarla monte edilmiştir.
Resim Önerisi JBD BMS'nin sağlamlaştırılmış bir dörtgen içindeki görüntüsü. Kemiklerin hemen üzerinde, sızdırmaz, otomotiv sınıfı konektörleri ve soğutma kanatçıklarını gösteren dökme alüminyum kaplama.
Mühendislik Mücadelesi # 2: Dağıtılmış Canavarı Yeniden Keşfetmek
Bölünmüş bir 104S paketini yönetmek, mevcut görüş ve kontaktör yerleşiminin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir. Merkezi bir Ana BMS yaklaşımına karar verdik.
Hücreler fiziksel ve elektriksel olarak çözümlenirken seri halde kaldılar. JBD BMS, her iki farklı fiziksel paketteki sıcaklıkları kapsayacak şekilde yapılandırıldı. En önemlisi, HVIL devresi her iki temizleme tankının servis bağlantı kesicileri aracılığıyla seri olarak çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bununla birlikte, servis için akü kutularından herhangi birinin otomatik olarak açılması durumunda tüm HV sistemi çalışmaz hale gelir ve buzlanma güvenliği sağlanır. JBD BMS, ana kontaktörlerin kapanmasına izin vermeden önce bu genişletilmiş HVIL çemberinin bütünlüğünü sürekli olarak izler.
Mühendislik Mücadelesi# 3 Protokol El Sıkışma (VCU Entegrasyonu)
Bir yapı bir "Frankenstein" arazisidir. Tek bir tedarikçiden aldığınız bir motor ve regülatörünüz, orijinal araçtan bir gaz pedalınız ve gösteriyi yürütmeye çalışan yeni bir satış sonrası Araç Kontrol Üniteniz (VCU) var.
BMS, pilin durumuyla ilgili tek gerçek kaynak olmalıdır. Ancak BMS ve VCU konuşamazsa kamyon hareket etmez.
JBD BMS'nin tamamen yapılandırılabilir CAN makine arayüzünü (CAN 2.0 B) kullandık. Buradaki zorluk, satış sonrası VCU'nun ihtiyaç duyduğu belirli CAN kimliklerini haritalamaktı. BMS'yi, VCU'nun beklediği tam frekansta (örneğin, 10 ms aralıklarla) hayati önem taşıyan parametreleri (Şarj Durumu (SOC), Deşarj Akımı Limiti (DCL) ve Şarj Akımı Limiti (CCL)) yayınlayacak şekilde yapılandırmamız gerekiyordu.
Örnek Olay İncelemesi: Başlangıç Sırasında Yüksek Kalkış Akımıyla Çalışmak
Orijinal parça testi sırasında kritik bir sorunla karşılaştık. Sürücü, demonte 2 tonluk bir kargo taşırken gaz pedalını tam durma noktasından yere indirdiğinde, VCU, kontrolsüz bir şekilde maksimum hızlanma talep etti. Aküden gelen akım akışı çok büyüktü ve BMS'nin "Kısa Devre Korumasını" tetiklemesine ve kontaktörleri kontrolsüz bir şekilde açarak kamyonun kontrolsüz bir şekilde durmasına neden oldu.
Motor regülatörünün dahili kapasitörleri aküyü çok fazla tüketiyordu ve BMS'de tam bir kısa devre gibi görünüyordu.
JBD Çözümü: Korumayı devre dışı bırakamadık; bu tehlikeli olurdu. Bunun yerine, koruma hissini ayarlamak için JBD HV BMS'nin gelişmiş konfigürasyon yazılımını kullandık.
Ön Şarj Optimizasyonu Ön şarj kesinti süresi penceresini artırdık, böylece motor regülatörünün kapasitörleri ana kontaktör kapanmadan önce paket voltajıyla tamamen eşleştirildi.
Güncel-Zaman Rüzgar Haritalaması. Aşırı akım koruma dedektörünü anlık bir değerden, zaman sınırlı bir rüzgara alıştırdık. BMS'yi, kesintisiz 150A ayakta durmaya başlamadan önce 300A şaftına 2 saniyeden fazla (yuvarlanan tembelliğin hareket etmesi için yeterli) izin verecek şekilde yapılandırdık.
Bu ayar, 104S hücrelerinin güvenlik sınırlarından ödün vermeden gerekli "ayrılabilir kolyeye" olanak sağladı.
Sonuç: Güçlendirmenin Geleceği Sağlamdır
104S tasarımı, eski ICE kafesini elektriğe dönüştürmenin pazarlanabilir hatlar için uygulanabilir ve uygun maliyetli bir strateji olduğunu ancak bunun bir çiz-oyna egzersizi olmadığını gösterdi. Bir mezuniyet çerçevesinin düşmanca fiziksel alanı, standart enerji depolama sonuçlarından çok daha zorlu faktörler gerektirir.
Bir 104S sisteminin voltaj tatlı noktasını ve JBD Otomotiv Sınıfı BMS'nin sağlam, yapılandırılabilir zekasını kullanarak, sıfır emisyonlu güç aktarma sistemini benimserken orijinal kilometre performansını koruyan bir iş kamyonunu başarıyla teslim ettik.
yine de, pazarlanabilir bir EV yapısı veya teknik bir ağır hizmet kafesi üzerinde pazarlık yapıyorsanız, Yüksek Gerilim sonuçlarımızın gerçek dünyanın taleplerini nasıl karşılayabileceğini öğrenmek için mühendislik ekibimizle iletişim kurun.