Elektrikli Skuter Batareyasının Dəyişdirilməsi Bələdçisi: Hüceyrələri Necə Seçmək və Təhlükəsiz Paketi Dizayn etmək olar

Köhnəlmiş skuter batareyasının dəyişdirilməsi diapazonu bərpa edə, gərginliyin sabitliyini yaxşılaşdıra və başqa cür səssiz avtomobili yolda saxlaya bilər. Çətin tərəfi etiketdə çap olunan eyni gərginliyə malik hüceyrələri tapmaq deyil. Bu, yeni hüceyrələrin, batareya paketinin, BMS-nin, şarj cihazının və nəqliyyat vasitəsinin idarəedicisinin bir sistem kimi işləməsini təmin edir.

Bu yaxınlarda həyata keçirilən layihə diqqəti cəlb etdi. Avtomobil Vectrix VX-1 maxi-skuter idi və təklif olunan əvəzedici hüceyrə GBT 3.2V 70Ah LFP çanta hüceyrəsi idi. VX-1 faydalı bir vəziyyətdir, çünki adi bir şəhərətrafı skuterdən daha yüksək gərginlikdə işləyir, lakin eyni mühəndislik sualları 48V çatdırma skuterlərinə, 60V şəhər modellərinə, 72V performanslı skuterlərə və digər yüngül elektrik nəqliyyat vasitələrinə aiddir.

Bu təlimatda əvəzedici hüceyrənin necə ekranlaşdırılması, paket konfiqurasiyasının hesablanması və hər hansı bir aparat qurulmazdan əvvəl yoxlanılmalı olan detalların müəyyən edilməsi izah edilir.

Əvəzedici batareya hüceyrə qutusu deyil, sistemdir

Skuterin orijinal akkumulyatoru artıq istismara yararlı olmadıqda belə, hələ də yaxşı mühərrik, şassi və nəzarətçi ola bilər. Bu, hüceyrənin dəyişdirilməsini, xüsusən də xidmətdə qalması lazım olan dayandırılmış avtomobillər və ya kommersiya skuterləri üçün cəlbedici edir.

Bununla belə, uğurlu çevrilmə eyni zamanda altı şərti təmin etməlidir:

• İş gərginliyi nəzarətçinin təhlükəsiz diapazonunda qalmalıdır.

• Hüceyrələr həddindən artıq gərginlik düşməsi olmadan davamlı enerji və qısa sürətlənmə zirvələrini təmin etməlidir.

• Hüceyrələr və qablaşdırma aparatları fiziki olaraq batareya bölməsinə uyğun olmalıdır.

• BMS hər seriya qrupunu qorumalı və həm sürücü cərəyanını, həm də regenerativ yüklənməni idarə etməlidir.

• Şarj cihazı yeni kimya və seriyaların sayı üçün düzgün gərginlik profilindən istifadə etməlidir.

• Hazır qablaşdırma vibrasiyaya, istiliyə, nəmə, zərbəyə və təkrar xidmət dövrlərinə tab gətirməlidir.

Bu şərtlərdən biri buraxılarsa, kağız üzərində düzgün görünən paket zəif diapazon təqdim edə, nəzarətçi xətalarını işə sala və ya qarşısı alına bilən təhlükəsizlik riski yarada bilər.

Əvəzedici hüceyrədən deyil, avtomobildən başlayın

Hüceyrəni seçməzdən əvvəl, orijinal avtomobil məlumatlarını toplayın. Təkcə model adı kifayət deyil, çünki istehsalçılar tez-tez istehsal illərində və regional versiyalarda fərqli batareyalar, şarj cihazları və ya proqram təminatından istifadə edirlər.

Seriya və paralel konfiqurasiya paketi necə dəyişir

Ardıcıl olaraq bağlanan hüceyrələr gərginliyi artırır. Paralel bağlanmış hüceyrələr tutum və cərəyan qabiliyyətini artırır. Əsas hesablamalar sadədir:

'72V' sözü bir universal batareyanı təsvir etmir. 72V sinifli NMC paketi ümumiyyətlə 20S olaraq qurulur və tam yüklə təxminən 74V nominal və 84V verir. 24S LFP paketi 76,8V nominal və hər hüceyrə üçün 3,65V-a qədər doldurularsa 87,6V-a qədər enerji verir. Hər ikisi 72V-lik batareyalar kimi satıla bilər, lakin nəzarətçi və şarj cihazının məhdudiyyətlərini təsdiqləmədən onları əvəz etmək mümkün deyil.

Bunlar universal əvəzləmələr deyil, hesablama nümunələridir. Son seriya sayı avtomobilin faktiki minimum və maksimum DC-avtobus limitlərindən seçilməlidir.

LFP və ya NMC: skuter çevrilməsinə hansı kimya uyğun gəlir?

LFP tez-tez dəyişdirmə layihələri üçün seçilir, çünki o, yaxşı istilik sabitliyi və uzun dövr ömrü təklif edir. NMC batareya bölməsi sıx olduqda və kiloqrama düşən məsafə prioritet olduqda dəyərli qalır. Heç kimya avtomatik olaraq hər skuter üçün daha yaxşı deyil.

Hüceyrə formatı da vacibdir. Silindrik hüceyrələr moduldur və geniş şəkildə dəstəklənir, prizmatik hüceyrələr mexaniki cəhətdən möhkəmdir və yığılması sadədir, kisə hüceyrələri isə uzun və ya dayaz bir çərçivədən daha yaxşı istifadə edə bilər. Kisə hüceyrələri nəzarətli sıxılmaya və iti kənarlardan və yerli təzyiqdən qorunmağa ehtiyac duyur. Onların nişanları da düzgün dizayn edilmiş şinlərə və ya qaynaqlı birləşmələrə ehtiyac duyur; onlara sadəcə istifadə olunmayan yerə yığıla bilən çevik təbəqələr kimi davranılmamalıdır.

Case study: Vectrix VX-1 üçün 40S 70Ah LFP paketinin skrininqi

Orijinal Vectrix VX-1 yüksək gərginlikli batareya sistemi ətrafında qurulmuşdur. Nəşr edilmiş texniki material ilkin batareyanı təxminən 125V, 30Ah və 3.7kWh kimi təsvir edir. Sonrakı zavod Li/Li+ versiyaları seriyalı 40 LFP hüceyrəsindən istifadə edərək, 128V nominal avtobus gərginliyi istehsal edirdi. Bu tarix 40S LFP arxitekturasını VX-1 çevrilməsi üçün əsaslı başlanğıc nöqtəsi edir, lakin hər model ili və ya proqram təminatı versiyası üçün avtomatik təsdiq deyil.

Təklif olunan layihə üçün GBT kisə hüceyrəsi üçün ilkin yoxlama məlumatları 3,2V, 70Ah və təxminən 14,5 × 102 × 376 mm-dir. Layihə məlumatları həmçinin 2C davamlı boşalmanı və 5C impuls boşalmasını göstərir. Paket istehsala buraxılmazdan əvvəl bu reytinqlər dəqiq hüceyrə modeli və onun cari imzalanmış məlumat cədvəli ilə təsdiqlənməlidir.

Cari tələbat aşağı ödənişlə yoxlanılmalıdır

10 kVt yük 128V-də təxminən 78A çəkir. 15 kVt yük təxminən 117 A çəkir. Paket gərginliyi azaldıqca cərəyan yüksəlir və kabel, birləşdirici və nəzarətçi itkiləri batareya tələbatını artırır. Bu səbəbdən, cərəyan qabiliyyəti aşağı iş gərginliyi yaxınlığında və gözlənilən ən yüksək ətraf mühit temperaturunda yoxlanılmalıdır - yalnız laboratoriya skamyasındakı nominal gərginlikdə deyil.

Hazır paket uyğun gəlmirsə, xam hüceyrələr uyğun ola bilər

40 hüceyrə 20-lik iki yığına bölünərsə, nəzəri hüceyrələrdən ibarət zərf təxminən 376 × 290 × 204 mm-dir. Təxminən 610 × 330 × 222 mm-lik məlumat verilmiş VX-1 batareya yuvası zərfi ilə müqayisədə bu, perspektivli görünür. Qalan hündürlük, sıxılma plitələri, elektrik izolyasiyası, nişan dayaqları, şinlər, sensor naqillər və qapalı toleranslar əlavə etməzdən əvvəl yalnız təxminən 18 mm-dir. Tab oriyentasiyası və xidmətə giriş buxtanın başqa yerlərində istifadə olunmamış həcmdən daha vacib ola bilər.

Buna görə də növbəti addım ölçülən avtomobil həndəsəsinə əsaslanan 3D paket tərtibatı olmalıdır. Həcmin hesablanması paketin həqiqətən yığılıb, quraşdırılıb və təhlükəsiz xidmət göstərilə biləcəyini göstərə bilməz.

Aralıq istifadə edilə bilən enerjidən təxmin edilməlidir

Nominal enerji 8,96 kVt/saatdır, lakin praktik dizayn normal olaraq gərginlik pəncərəsinin yuxarı və aşağı hissəsində enerji saxlayır. 85%-i istifadəyə yararlı hesab edilərsə, paket təxminən 7,6 kVt/saat enerji təmin edir. 80Wh/km orta istehlakda sadə hesablama təxminən 95km-dir; 100Wh/km-də, təxminən 76km-dir. Sürət, sürücü kütləsi, təpələr, temperatur, təkər təzyiqi və külək real nəticəni əhəmiyyətli dərəcədə hərəkət etdirə bilər.

BMS seçimi: seriya sayına uyğun deyil

'40S LFP' ilə işarələnmiş BMS avtomatik olaraq 40S skuter paketi üçün uyğun deyil. Onun gərginlik dərəcəsi, cərəyan sensorları, kontaktor çıxışları, əvvəlcədən doldurma məntiqi, balanslaşdırma strategiyası və rabitə protokolu avtomobilə uyğun olmalıdır.

Dartma paketi üçün BMS aşağıdakılar üçün nəzərdən keçirilməlidir:

• Hüceyrə başına həddindən artıq gərginlik və aşağı gərginlikdən qorunma

• Davamlı boşalma cərəyanı və zamanla məhdud pik cərəyan

• Şarj cərəyanı, o cümlədən bərpaedici əyləc

• Təmsilçi isti və soyuq nöqtələrdə temperatur sensorları

• Kontaktora nəzarət, əvvəlcədən doldurma və nasazlığın bağlanması davranışı

• Passiv və ya aktiv balans cərəyanı

• Şarj cihazı, tablosuna və ya motor kontrolleri ilə əlaqə saxlaya bilərsiniz

• Saxlama zamanı yuxu cərəyanı və aşağı temperaturda şarj kilidi

Regenerativ əyləc xüsusi diqqətə layiqdir. Batareya dolu və ya soyuq olduqda, o, normal regenerasiya cərəyanını qəbul edə bilməyə bilər. BMS yük altında əsas kontaktoru açmağa məcbur edilməzdən əvvəl BMS və nəzarətçi regeni azaltmaq və ya söndürmək üçün əlaqələndirilmiş üsula ehtiyac duyur.

Orijinal skuter şarj cihazı saxlanıla bilərmi?

Bəzən, ancaq davranışı yoxlanıldıqdan sonra. NiMH üçün nəzərdə tutulmuş şarj cihazının LFP ilə işlədiyi güman edilməməlidir. Hətta oxşar nominal gərginliyə malik iki litium paketi fərqli maksimum gərginliklər, cərəyan azaldılması və temperatur qaydaları tələb edə bilər.

Üç ümumi marşrut var:

1. orijinal şarj cihazını yenidən proqramlaşdırın . Dəstəklənən proqram təminatı və rabitə sənədləri mövcud olduqda

2. Şarj cihazını yeni kimya, seriyaların sayı və BMS rabitəsi üçün nəzərdə tutulmuş qurğu ilə əvəz edin.

3. müstəqil şarj cihazı-BMS sistemindən istifadə edin . Avtomobilin tələb olunan bloklamalarını və ekran funksiyalarını qoruyarkən

Şarj hədəfinin həmişə hüceyrənin icazə verdiyi mütləq maksimuma bərabər olması lazım deyil. Bir qədər aşağı olan yuxarı gərginlik faydalı iş marjası təmin edə bilər və daha uzun xidmət müddətini dəstəkləyə bilər, lakin seçilmiş dəyər balanslaşdırma və avtomobilin doldurulma vəziyyətinin hesablanması ilə işləməlidir.

Etibarlılığa qərar verən mexaniki və elektrik detalları

Bir çox çevrilmə problemi hüceyrənin özündən kənarda başlayır. Etibarlı bir skuter paketi sərt bir qapaq, proqnozlaşdırıla bilən hüceyrə sıxılması, keçirici hissələr arasında izolyasiya, hər kabel çıxışında gərginliyin azaldılması və yüksək gərginlikli və aşağı gərginlikli naqillər arasında kifayət qədər ayırma tələb edir.

Dizaynda həmçinin aşağıdakılar olmalıdır:

• Paket çıxışının yaxınlığında yerləşən düzgün qiymətləndirilmiş əsas qoruyucu

• Xidmətin ayrılması və ya təhlükəsiz texniki xidmət proseduru

• Nəzarətçi-kondansatörün başlanğıc cərəyanını məhdudlaşdırmaq üçün əvvəlcədən doldurma müqaviməti

• Müvafiq DC gərginliyi və nasazlıq cərəyanı reytinqi olan kontaktorlar

• Cərəyan, temperatur artımı və vibrasiya üçün nəzərdə tutulmuş şinlər

• Su, keçirici toz və yol zibilindən qorunma

• İzolyasiya edilmiş isti hüceyrələr yaratmayan termal yollar

• Təmiz polarite, yüksək gərginlik və xidmət etiketləri

Çantalı hüceyrə paketi üçün sıxılma improvizə deyil, vahid və dəqiq olmalıdır. Çox az məhdudlaşdırma şişlik və tab yorğunluğuna imkan verə bilər; çox yerli təzyiq laminat və ya daxili təbəqələrə zərər verə bilər.

Skuter batareyasının dəyişdirilməsi üçün praktiki iş prosesi

Skuter yola qayıtmazdan əvvəl nə sınaqdan keçirilməlidir?

Ən azı, prototip hüceyrənin konsistensiyasına, istifadə edilə bilən tutumuna, yüksək cərəyan gərginliyinin azalmasına, şin temperaturunun yüksəlməsinə, izolyasiya müqavimətinə, BMS eşiklərinə, kontaktorun işləməsinə və şarj cihazının kəsilməsinə görə yoxlanılmalıdır. Avtomobilin sınaqları idarə olunan gücdə başlamalı və tədricən sürətlənməyə, təpəyə qalxmağa və regenerativ əyləclərə qədər genişlənməlidir.

Faydalı doğrulama planına həmçinin tam doldurma, aşağı yükləmə vəziyyəti, bazara uyğun isti və soyuq şərait, açarın söndürülməsi anbar cərəyanı və nasazlığın simulyasiyası daxildir. Məqsəd təkcə skuteri hərəkətə gətirmək deyil. Bu, proqnozlaşdırıla bilən nasazlıqların idarə olunan, bərpa oluna bilən reaksiyaya səbəb olmasını təmin etməkdir.

GBT 70Ah LFP kisə hüceyrəsinin uyğun ola biləcəyi yer

70Ah yüksək güclü LFP çanta hüceyrəsi böyük skuterlər, elektrikli motosikletlər və uzun, nazik hüceyrələrə üstünlük verən yüngül EV çevrilmələri üçün maraqlı seçim ola bilər. 40S1P-də paralel hüceyrə qrupları olmadan təxminən 9 kWh nominal enerji təklif edir. Daha aşağı sistem gərginliklərində eyni tutum çatdırılma skuterlərini, kommunal nəqliyyat vasitələrini və gündəlik velosiped sürməyə və sabit gücə üstünlük verən digər tətbiqləri dəstəkləyə bilər.

Düzgün seçim hələ də təsdiqlənmiş hüceyrə spesifikasiyalarından və avtomobilin iş dövründən asılıdır. Təvazökar güclə səyahət edən şəhər skuterinin, hətta hər iki paketdə 70Ah etiketi olsa belə, uzun dərəcələrə qalxan ağır maxi-skuterdən fərqli ehtiyacları var.

Cari hüceyrə məlumatı üçün Misen-ə baxın GBT 3.2V 70Ah LFP çanta hüceyrəsi və daha geniş LiFePO4 çanta hüceyrə diapazonu . Yekun qiymətlər həmişə dəqiq istehsal partiyası və qablaşdırma dizaynı üçün təsdiqlənməlidir.

Tez-tez verilən suallar

Skuterin qurğuşun turşusu və ya NiMH batareyasını LFP ilə əvəz edə bilərəmmi?

Çox vaxt bəli, lakin bu, birbaşa hüceyrə mübadiləsindən daha çox sistem çevrilməsidir. Yeni paket nəzarətçinin gərginlik pəncərəsinə uyğun olmalıdır və ona adətən kimyaya aid BMS və şarj cihazı strategiyası lazımdır.

Seriyadakı LFP hüceyrələrinin sayını necə seçə bilərəm?

Nəzarətçinin icazə verilən minimum və maksimum batareya gərginliyindən geriyə doğru işləyin. Həm nominal gərginliyi, həm də tam doldurma gərginliyini yoxlayın; yalnız skuterin marketinq gərginliyindən seriya sayını seçməyin.

Daha yüksək Ah batareya həmişə yaxşıdır?

Xeyr. Daha çox tutum diapazonu yaxşılaşdıra bilər, lakin o, paketin ölçüsünü, çəkisini, doldurma vaxtını və nasazlıq enerjisini də dəyişir. Paket hələ də cari, istilik, mexaniki və avtomobil inteqrasiyası tələblərinə cavab verməlidir.

Yalnız BMS motor nəzarətçisini qoruya bilərmi?

Xeyr. BMS batareyanı qoruyur, nəzarətçi, qoruyucu, kontaktorlar və əvvəlcədən doldurma dövrəsinin hər birinin ayrı işi var. Onların limitləri və bağlanma davranışı əlaqələndirilməlidir.

Xüsusi skuter batareyası təklifi üçün hansı məlumat lazımdır?

Skuterin modelini və ilini, orijinal akkumulyator etiketini, nəzarətçi və şarj cihazının etiketlərini, ölçülmüş akkumulyator bölməsinin ölçülərini, istədiyiniz diapazonu, avtomobilin gücünü, maksimum sürəti, sürücünün/yük çəkisini, birləşdirici fotoşəkilləri və gözlənilən iş temperaturunu təmin edin. CAN və ya məftil sənədləri yüksək gərginlikli skuterlər üçün xüsusilə faydalıdır.

Son fikirlər

Ən yaxşı əvəzedici hüceyrə sadəcə olaraq ən böyük tutumlu və ya ən yüksək C dərəcəsi olan hüceyrə deyil. Düzgün gərginlik pəncərəsi, kifayət qədər cərəyan marjası, real mexaniki quruluş və əlaqələndirilmiş qorunma ilə tam paketə inteqrasiya oluna bilən hüceyrədir.

Vectrix VX-1 bu prosesin nə üçün vacib olduğunu göstərir. 40S 70Ah LFP paketi elektrik cəhətdən cəlbedicidir və nominal enerjidə böyük artım təklif edir, lakin şarj cihazı interfeysi, bərpaedici əyləc, paketin hündürlüyü və çanta hüceyrəsinin sıxılması dizaynın praktik olub-olmamasına qərar verə bilər. Eyni intizamlı yanaşma daha kiçik 48V və 72V skuterlərə də aiddir.