Mikä on sähköperiaate?
Sähköperiaate
Sähköajoneuvon ydinkomponentti on akkujärjestelmä, ja yksi akkujärjestelmän tärkeimmistä osista on sen sähköperiaate. Sähköperiaatteen arkkitehtuurisuunnittelun lähtökohtana on ajoneuvosuunnittelun akkujärjestelmälle asettamien vaatimusten täyttäminen ja suunnittelun valmistuttua se määrittää akkujärjestelmän toiminnot. Tämä luku sisältää tietoa akkujärjestelmän sähköisistä periaatteista.
Sähkökokoonpano
Vaatimus akkujärjestelmän sähköisestä konfiguraatiosta johtuu akkujärjestelmän vaatimuksista. Yhteenvetona ajoneuvon akkujärjestelmän vaatimuksista yhteen yksinkertaiseen lauseeseen: tarjota sähköajoneuvolle sähköenergiaa turvallisesti ja hallittavasti. Tämän lauseen kolme avainsanaa ovatsähköenergiaa, hallittavissa, jaturvallinen. Sähköenergialla tarkoitetaan akkujärjestelmän osia, kuten akkumoduuleja, jotka voivat tuottaa sähköenergiaa. Ohjattava tarkoittaa akkujärjestelmän osia, kuten akun ohjausyksikköä (BCU), kontaktoreita tai releitä ja virta-/jänniteantureita, jotka voivat ohjata virtaa. Turvallinen tarkoittaa akkujärjestelmän osia, jotka liittyvät järjestelmän turvallisuuteen, kuten sulakkeet ja manuaalinen huoltokatkaisu (MSD). Kuva 9-1 esittää akkujärjestelmän yksinkertaisen sähköisen konfiguraation, joka sisältää kolme edellä mainittua komponenttityyppiä. Näitä ovat komponentit, kuten akkumoduulit, akun ohjausyksikkö (BCU), positiivinen pääkontaktori, negatiivinen pääkontaktori, pikalatauspositiivinen kontaktori, pikalataus negatiivinen kontaktori, esi-latausrele, esilatausvastus, virta-anturi ja manuaalinen huoltokatkaisin (MSD), jossa on sulake.
Kuten kuvasta 9-1 näkyy, akkujärjestelmä koostuu yhdestä pääohjauskortista, useista orjaohjauskorteista, yhdestä MSD:stä, useista kennoista, korkea-jännitereleistä, matalajännitteisistä johtosarjoista ja erilaisista liittimistä. Master Control Board on vastuussa toiminnoista, kuten suur-jännitteen relelogiikkaohjauksesta, kokonaisjännitteen keräämisestä, suurjänniteliittimen ja MSD-liitännän tilan valvonnasta, virran hankinnasta, latauksen ohjauksesta, ajoneuvon tiedonsiirrosta, orjakortin tietojen keräämisestä, vikadiagnoosista ja ohjelmien päivityksestä. Jokainen orjaohjauskortti on konfiguroitu hankkimaan kennojännitettä (0–5 V) ja se on varustettu lämpötila-antureilla, jotka on jaettu laatikon jokaiseen akkumoduuliin.
Kuvan 9-1 akkujärjestelmä on suhteellisen yksinkertainen eikä sisällä vielä alajärjestelmiä, kuten vesijäähdytysjärjestelmä, lämmitysjärjestelmä ja lämpötilan säätöjärjestelmä.
Sähköperiaatteet
Kuva 9-2 esittää akkujärjestelmän sähköistä periaatetta. Kuten kuvasta näkyy, akkupaketti sisältää positiiviset ja negatiiviset kontaktorit, esi-varausvastukset, esilatausreleet, MSD:n, akun hallintajärjestelmän ja virtaanturit. Pika-/hidaslaturin ja litiumakun sisällä olevia kontaktoreita ohjataan akunhallintajärjestelmällä (BMS), ja positiivista logiikkaa suositellaan. Positiiviset ja negatiiviset kontaktorit on varustettu apukoskettimilla ja palautesignaali lähetetään takaisin akunhallintajärjestelmään.
Esilatauspiiri-esilataa ajoneuvon korkea-jännitteen järjestelmää, ja esi-latausjännite on järjestelmän jännite. Akunhallintajärjestelmän emolevyn virtalähteessä pitäisi ollaPÄÄLLÄ virta, jännitteinen johto ja latauksen herätys-käyttöliittymä. Se aktivoidaan ON-virralla normaalin toiminnan aikana ja ulkoisesta latausvirtalähteestä latauksen aikana. Akun hallintajärjestelmässä tulee olla eristysresistanssin tunnistus ja virtakiskon jännitteen ja virran tunnistustoiminnot. Virrantunnistus voi ottaa käyttöön shuntti- tai Hall-virtaantureita. Akun hallintajärjestelmässä tulee olla vastaavat strategiat eristysvastuksen ja viankäsittelyn suhteen. Eristysvastuksen havaitsemisvaatimukset on kuvattu akun suunnittelun syöttölomakkeen vastaavissa vaatimuksissa. Akunhallintajärjestelmän emolevyn tulee pystyä havaitsemaan latauksen ohjaus- ja vahvistussignaalit CC/CP/CC2, jotka täyttävät kansalliset latausstandardit. AC-latausmenetelmät tulee suunnitella kansallisen standardin Charging Mode 3 Connection Method B:n tyypillisen ohjauspilottipiirin periaatteen mukaisesti, mikä mahdollistaa vaihtovirtalatauksen kotitalouksien 16A-pistorasian ja AC-latauskasan kautta. Huoltokytkimen ja korkeajännitteisen{12}}sulakkeen tulee sijaita akun keskellä. Jos akku on jaettu{14}}laatikkojärjestelmä, on suositeltavaa asentaa huoltokytkin ja korkeajännitesulake kunkin laatikon sähköiseen keskiasentoon. MSD:n ja liitäntäkaapelin välisen korkeajänniteliittimen tulee muodostaa lukituspiiri akun sisällä, ja akunhallintajärjestelmä havaitsee lukitussignaalin. Akun kokonaisjännitteen ja negatiivisen kokonaislähdön suur-liitin käyttää esiasetettuja liittimiä, ja korkean
Akunhallintajärjestelmä käyttää master{0}}orja-arkkitehtuuria. Yhteys Master Control Boardin ja Slave Control Boardin välillä tapahtuu CAN-väylän kautta. Kuva 9-3 näyttää akkujärjestelmän sisäisen CAN-väylän rakenteen.
Kuten kuvasta 9-3 voidaan nähdä, jokainen moduuli on varustettu Slave Control Boardilla. Slave Control Board on integroitu moduuliin, mikä mahdollistaa joustavan konfiguroinnin, skaalautuvuuden ja standardoitujen moduulien luomisen alustan vaatimusten täyttämiseksi. Sähkösuunnittelussa keskitytään pääasiassa akun suurjännitepiirien suunnitteluun, mukaan lukien sen kehitysnäkökohdatkorkeajännite{0}}sähköturvallisuus, esi-latauspiiri, korkea-jännitekaapelin valinta, MSD- ja virtaanturit.
