Què és el principi elèctric?
Principi elèctric
El component més bàsic d'un vehicle elèctric és el sistema de bateries, i un dels aspectes més bàsics del sistema de bateries és el seu principi elèctric. El disseny de l'arquitectura del principi elèctric es basa en complir els requisits plantejats pel disseny del vehicle per al sistema de bateries, i un cop finalitzat el disseny, determina les funcions del sistema de bateries. Aquest capítol tractarà alguns coneixements sobre els principis elèctrics del sistema de bateries.
Configuració elèctrica
El requisit per a la configuració elèctrica del sistema de bateries prové dels requisits del sistema de bateries. Per resumir els requisits del vehicle per al sistema de bateries en una frase senzilla: proporcionar energia elèctrica de manera segura i controlada per al vehicle elèctric. Les tres paraules clau d'aquesta frase sónenergia elèctrica, controlable, isegur. L'energia elèctrica es refereix als components del sistema de bateries, com ara els mòduls de bateries, que poden proporcionar energia elèctrica. Controlable es refereix als components del sistema de bateries, com ara la unitat de control de la bateria (BCU), els contactors o relés i els sensors de corrent/tensió, que poden controlar el corrent. Safe fa referència als components del sistema de bateries relacionats amb la seguretat del sistema, com ara fusibles i desconnexió manual del servei (MSD). La figura 9-1 mostra una configuració elèctrica senzilla d'un sistema de bateries, que inclou els tres tipus de components esmentats anteriorment. Aquests inclouen components com ara mòduls de bateria, unitat de control de bateria (BCU), contactor positiu principal, contactor negatiu principal, contactor positiu de càrrega ràpida, contactor negatiu de càrrega ràpida, relé de pre-càrrega, resistència de precàrrega, sensor de corrent i desconnexió manual de servei (MSD) amb un fusible.
Tal com es veu a la figura 9-1, el sistema de bateries consta d'1 placa de control mestra, diverses plaques de control esclaus, 1 MSD, diverses cel·les, relés d'alta-tensió, arnes de cablejats de baixa-tensió i diversos connectors. La placa de control mestra és responsable de funcions com ara el control lògic de relés d'alta tensió-, l'adquisició de voltatge total, el connector d'alta tensió i el monitoratge de l'estat de la connexió MSD, l'adquisició de corrent, el control de càrrega, la comunicació del vehicle, la recollida d'informació de la placa esclau, el diagnòstic d'errors i l'actualització del programa. Cada placa de control esclau està configurada per adquirir tensió cel·lular (0 ~ 5V) i està equipada amb sensors de temperatura distribuïts per cada mòdul de bateria de la caixa.
El sistema de bateries de la figura 9-1 és relativament senzill i encara no inclou subsistemes com ara el sistema de refrigeració d'aigua, el sistema de calefacció i el sistema de control de temperatura.
Principis elèctrics
La figura 9-2 mostra un principi elèctric d'un sistema de bateries. Com es pot veure a la figura, el paquet de bateries integra contactors positius i negatius, resistències de pre-càrrega, relés de precàrrega, MSD, sistema de gestió de bateries i sensors de corrent. Els contactors dins del carregador ràpid/lent i la bateria de liti estan controlats pel sistema de gestió de la bateria (BMS) i es recomana una lògica positiva. Els contactors positius i negatius estan equipats amb contactes auxiliars i el senyal de retroalimentació es torna al sistema de gestió de la bateria.
El circuit de pre-càrrega pre-carrega el sistema d'alta-tensió del vehicle, i el voltatge de pre-càrrega és el voltatge del sistema. La font d'alimentació de la placa principal del sistema de gestió de la bateria hauria de tenirEncès, cable en directe i interfície d'activació{0}}de càrrega. S'activa mitjançant l'alimentació ON durant el funcionament normal i s'activa mitjançant una font d'alimentació de càrrega externa durant la càrrega. El sistema de gestió de la bateria ha de tenir funcions de detecció de resistència d'aïllament i de detecció de voltatge i corrent de la barra. La detecció de corrent pot adoptar sensors de corrent de derivació o Hall. El sistema de gestió de bateries ha de tenir les estratègies corresponents per a la resistència d'aïllament i la gestió de fallades. Els requisits de detecció de resistència d'aïllament es detallen als requisits corresponents del full d'entrada del disseny de la bateria. La placa principal del sistema de gestió de la bateria hauria de ser capaç de detectar els senyals de control i confirmació de càrrega CC/CP/CC2 que compleixin els estàndards de càrrega nacionals. Els mètodes de càrrega de CA s'han de dissenyar d'acord amb el principi típic del circuit pilot de control del mètode de connexió B del mode de càrrega 3 de l'estàndard nacional, permetent la càrrega de CA a través d'un endoll domèstic de 16 A i una pila de càrrega de CA. S'ha d'ubicar un interruptor de manteniment i un fusible d'alta tensió-al mig de la bateria d'alimentació. Si el paquet de bateries és un sistema de-caixa dividida, es recomana instal·lar un interruptor de manteniment i un fusible d'alta-tensió a la posició mitjana elèctrica de cada caixa. El connector d'alta tensió-entre l'MSD i el cable de connexió hauria de formar un circuit d'enclavament dins de la bateria, i el sistema de gestió de la bateria detecta el senyal d'enclavament. El connector d'alta tensió-per a la tensió total i la sortida negativa total de la bateria d'alimentació utilitza connectors-preestablerts i el senyal de control d'enclavament d'-alta tensió que forma un bucle de resistència amb la unitat de control de potència (PCU) i el motor és detectat per la unitat de control del vehicle (VCU).
El sistema de gestió de la bateria adopta una arquitectura mestre-esclau. La comunicació entre la placa de control mestre i les plaques de control esclau es fa a través del bus CAN. La figura 9-3 mostra l'estructura interna del bus CAN del sistema de bateries.
Com es pot veure a la figura 9-3, cada mòdul està equipat amb una placa de control esclau. La placa de control esclau està integrada amb el mòdul, la qual cosa permet una configuració flexible, escalabilitat i la creació de mòduls estandarditzats per satisfer els requisits de la plataforma. El disseny elèctric se centra principalment en el disseny del circuit d'alta tensió del paquet de bateries, inclosos els aspectes de desenvolupament deseguretat elèctrica{0}}d'alta tensió, circuit de pre-càrrega, selecció de cable d'alta-tensió, MSD i sensors de corrent.
