Электр скутер батареясын ауыстыру бойынша нұсқаулық: ұяшықтарды қалай таңдауға және қауіпсіз пакетті жобалауға болады

Ескірген скутердің батареясын ауыстыру диапазонды қалпына келтіруге, кернеу тұрақтылығын жақсартуға және басқаша дыбысты көлікті жолда ұстауға болады. Күрделі бөлігі жапсырмада басылған кернеуі бірдей ұяшықтарды табу емес. Ол жаңа ұяшықтарды, батареялар жинағын, BMS, зарядтағышты және көлік контроллерін бір жүйе ретінде жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Жақында жасалған жоба бұған назар аударды. Көлік құралы Vectrix VX-1 макси-скутері болды және ұсынылған ауыстыру ұяшығы GBT 3,2V 70Ah LFP дорба ұяшығы болды. VX-1 пайдалы жағдай, себебі ол әдеттегі қала маңындағы скутерге қарағанда әлдеқайда жоғары кернеуде жұмыс істейді, бірақ бірдей инженерлік сұрақтар 48 В жеткізу скутерлеріне, 60 В қалалық үлгілеріне, 72 В өнімділігі бар скутерлерге және басқа жеңіл электр көліктеріне қатысты.

Бұл нұсқаулық ауыстырылатын ұяшықты қалай экранға шығаруды, бума конфигурациясын есептеуді және кез келген жабдықты құрастырмас бұрын тексерілуі керек мәліметтерді анықтауды түсіндіреді.

Ауыстырылатын батарея ұяшықтар қорабы емес, жүйе болып табылады

Скутерде оның бастапқы батареясы бұдан былай қызмет көрсетуге жарамсыз болса да жақсы мотор, шасси және контроллер болуы мүмкін. Бұл ұяшықты ауыстыруды тартымды етеді, әсіресе тоқтатылған көліктер немесе қызметте қалуы керек коммерциялық скутерлер үшін.

Дегенмен, сәтті түрлендіру бір уақытта алты шартты қанағаттандыруы керек:

• Жұмыс кернеуі контроллердің қауіпсіз диапазонында қалуы керек.

• Ұяшықтар кернеудің шамадан тыс төмендеуінсіз үздіксіз қуат пен қысқа жеделдету шыңдарын қамтамасыз етуі керек.

• Ұяшықтар мен қаптаманың аппараттық құралдары батарея бөліміне физикалық түрде сәйкес келуі керек.

• BMS әрбір сериялық топты қорғауы керек және диск тогы мен регенеративті зарядтауды басқаруы керек.

• Зарядтағыш жаңа химия мен серияларды санау үшін дұрыс кернеу профилін пайдалануы керек.

• Дайын қаптама дірілге, ыстыққа, ылғалға, соққыға және қайталанатын қызмет циклдарына төтеп беруі керек.

Осы шарттардың бірі өткізілмесе, қағазда дұрыс көрінетін бума нашар диапазонды қамтамасыз етуі мүмкін, контроллер ақауларын тудыруы немесе болдырмауға болатын қауіпсіздік қаупін тудыруы мүмкін.

Ауыстыру ұяшығынан емес, көліктен бастаңыз

Ұяшықты таңдамас бұрын, көлік туралы бастапқы деректерді жинаңыз. Модель атауының өзі жеткіліксіз, өйткені өндірушілер жиі әртүрлі батареяларды, зарядтағыштарды немесе микробағдарламаларды өндіріс жылдары мен аймақтық нұсқаларда пайдаланады.

Сериялық және параллельді конфигурация буманы қалай өзгертеді

Тізбектей қосылған ұяшықтар кернеуді арттырады. Параллель қосылған ұяшықтар қуат пен ток мүмкіндігін арттырады. Негізгі есептеулер қарапайым:

'72V' сөзі бір әмбебап батареяны сипаттамайды. 72В класындағы NMC бумасы әдетте 20S ретінде құрастырылады, ол шамамен 74 В номиналды және толық зарядталғанда 84 В береді. 24S LFP жинағы бір ұяшыққа 3,65 В дейін зарядталған болса, 76,8 В номиналды және 87,6 В дейін береді. Екеуі де 72 В батареялары ретінде сатылуы мүмкін, бірақ контроллер мен зарядтағыш шектеулерін растамайынша, оларды алмастыруға болмайды.

Бұл әмбебап ауыстырулар емес, есептеу мысалдары. Соңғы сериялар саны көлік құралының нақты минималды және максималды тұрақты ток шинасы шектерінен таңдалуы керек.

LFP немесе NMC: скутерді түрлендіруге қандай химия сәйкес келеді?

LFP көбінесе ауыстыру жобалары үшін таңдалады, себебі ол жақсы термиялық тұрақтылықты және ұзақ цикл мерзімін ұсынады. NMC батарея бөлімі тығыз және килограммға шаққанда ауқым басым болған кезде құнды болып қала береді. Әрбір скутер үшін химия автоматты түрде жақсы емес.

Ұяшық пішімі де маңызды. Цилиндрлік ұяшықтар модульдік және кең қолдауға ие, призматикалық ұяшықтар механикалық тұрғыдан берік және оңай құрастырылады, ал қапшық жасушалары ұзын немесе таяз қоршауды жақсырақ пайдалана алады. Қапшық жасушалары бақыланатын қысуды және өткір жиектер мен жергілікті қысымнан қорғауды қажет етеді. Сондай-ақ олардың құлақшалары дұрыс жобаланған шиналар немесе дәнекерленген қосылыстар қажет; оларды жай ғана пайдаланылмайтын кеңістікке салуға болатын икемді парақтар ретінде қарастыруға болмайды.

Жағдайды зерттеу: Vectrix VX-1 үшін 40S 70Ah LFP бумасын скрининг

Түпнұсқа Vectrix VX-1 жоғары вольтты аккумуляторлық жүйенің айналасында құрастырылған. Жарияланған техникалық материал бастапқы батареяны шамамен 125В, 30Ач және 3,7кВт/сағ деп сипаттайды. Кейінгі зауыттық Li/Li+ нұсқалары 128 В номиналды шина кернеуін шығаратын 40 LFP ұяшықтарын сериялы түрде қолданды. Бұл тарих 40S LFP архитектурасын VX-1 түрлендіруі үшін ақылға қонымды бастапқы нүкте етеді, бірақ әрбір модель жылы немесе микробағдарлама нұсқасы үшін автоматты мақұлдау емес.

Ұсынылған жоба үшін GBT қалта ұяшығы үшін бастапқы скрининг деректері 3,2В, 70Ач және шамамен 14,5 × 102 × 376 мм. Жоба деректері сонымен қатар 2С үздіксіз разрядты және 5С импульстік разрядты көрсетеді. Бұл бағалаулар бума өндіріске шығарылғанға дейін нақты ұяшық үлгісіне және оның ағымдағы қол қойылған деректер парағына қарсы расталуы керек.

Ағымдағы сұраныс төмен төлем жағдайында тексерілуі керек

10 кВт жүктеме 128 В кернеуінде шамамен 78 А тартады. 15 кВт жүктеме шамамен 117А тартады. Ток кернеуі төмендеген сайын көтеріледі, ал кабель, қосқыш және контроллердің жоғалуы батареяға сұранысты арттырады. Осы себепті ток мүмкіндігін зертханалық стендте номиналды кернеуде ғана емес, төменгі жұмыс кернеуінің жанында және күтілетін қоршаған ортаның ең жоғары температурасында тексеру керек.

Дайын қаптама сәйкес келмегенде, өңделмеген ұяшықтар сәйкес келуі мүмкін

Егер 40 ұяшық 20-дан тұратын екі стекке бөлінсе, теориялық тек ұяшыққа арналған конверт шамамен 376 × 290 × 204 мм болады. Шамамен 610 × 330 × 222 мм болатын VX-1 батарея ұясы конвертімен салыстырғанда, бұл перспективалы болып көрінеді. Қалған биіктік, алайда, қысу пластиналарын, электр оқшаулауын, құлақша тіректерін, шиналарды, сезгіш сымдарды және қоршау рұқсаттарын қоспас бұрын шамамен 18 мм болады. Қойындының бағыты мен қызметке қол жеткізу басқа жерде пайдаланылмаған көлемнен маңыздырақ болуы мүмкін.

Сондықтан келесі қадам көлік құралының өлшенген геометриясына негізделген 3D пакетінің орналасуы болуы керек. Көлемді есептеу буманы шын мәнінде жинауға, орнатуға және қауіпсіз қызмет көрсетуге болатынын көрсете алмайды.

Қолданылатын энергиядан диапазонды бағалау керек

Номиналды энергия 8,96 кВт/сағ құрайды, бірақ практикалық дизайн әдетте кернеу терезесінің жоғарғы және төменгі жағындағы энергияны сақтайды. Егер 85% пайдалануға жарамды деп есептелсе, пакет шамамен 7,6 кВт/сағ береді. 80 Вт/км орташа тұтыну кезінде қарапайым бағалау шамамен 95 км құрайды; 100 Вт сағ/км, ол шамамен 76 км. Жылдамдық, шабандоз массасы, төбешіктер, температура, шиналардың қысымы және жел нақты нәтижені айтарлықтай жылжытуы мүмкін.

BMS таңдау: сериялар санына сәйкес келуден көп

'40S LFP' деп белгіленген BMS 40S скутер жинағына автоматты түрде сәйкес келмейді. Оның кернеу рейтингі, ток сенсорлары, контактор шығыстары, алдын ала зарядтау логикасы, теңгерімдеу стратегиясы және байланыс протоколы көлікке сәйкес болуы керек.

Тартқыш жинағы үшін BMS мыналар бойынша қаралуы керек:

• Бір ұяшықтағы асқын кернеуден және төмен кернеуден қорғау

• Үздіксіз разрядтық ток және уақытпен шектелген шыңдық ток

• Зарядтау тогы, оның ішінде регенеративті тежеу

• Ыстық және суық нүктелердегі температура сенсорлары

• Контакторды басқару, алдын ала зарядтау және ақаулықтарды тоқтату әрекеті

• Пассивті немесе белсенді теңгерімдеуші ток

• CAN зарядтағышпен, бақылау тақтасымен немесе мотор контроллерімен байланыса алады

• Сақтау кезіндегі ұйқылық ток және төмен температурада зарядты құлыптау

Регенеративті тежеу ​​ерекше назар аударуды қажет етеді. Батарея толы немесе салқын болғанда, ол қалыпты регенерация тоғын қабылдай алмауы мүмкін. BMS және контроллерге BMS жүктеме астында негізгі контакторды ашуға мәжбүр болғанға дейін регенді азайту немесе өшіру үшін үйлестірілген әдіс қажет.

Түпнұсқа скутердің зарядтағышын сақтауға бола ма?

Кейде, бірақ оның әрекеті тексерілгеннен кейін ғана. NiMH үшін жасалған зарядтағыш LFP-мен жұмыс істейді деп болжауға болмайды. Тіпті номиналды кернеулері ұқсас екі литий пакеті әртүрлі максималды кернеулерді, токтың тарылуын және температура ережелерін қажет етуі мүмкін.

Үш жалпы жол бар:

1. бастапқы зарядтағышты қайта бағдарламалаңыз . Қолдау көрсетілетін микробағдарлама және байланыс құжаттары қол жетімді болған кезде

2. Зарядтағышты жаңа химияға, серияларды санауға және BMS байланысына арналған құрылғымен ауыстырыңыз.

3. тәуелсіз зарядтағыш-BMS жүйесін пайдаланыңыз . Автокөліктің қажетті блоктаулары мен дисплей функцияларын сақтай отырып,

Заряд нысанасы әрқашан ұяшық рұқсат еткен абсолютті максимумға тең болуы қажет емес. Сәл төменірек жоғарғы кернеу пайдалы жұмыс шегін қамтамасыз ете алады және ұзағырақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етуі мүмкін, бірақ таңдалған мән әлі де теңгерімдеумен және көліктің заряд күйін есептеумен жұмыс істеуі керек.

Сенімділікті анықтайтын механикалық және электрлік бөлшектер

Көптеген түрлендіру мәселелері ұяшықтан тыс жерде басталады. Сенімді скутер жинағына қатты қоршау, болжамды ұяшықты қысу, өткізгіш бөліктер арасындағы оқшаулау, кабельдің әрбір шығуында кернеуді азайту және жоғары вольтты және төмен вольтты сымдар арасында жеткілікті бөлу қажет.

Сондай-ақ дизайн мыналарды қамтуы керек:

• Дұрыс номиналды негізгі сақтандырғыш қаптама шығысына жақын орналасқан

• Қызметті ажырату немесе қауіпсіз техникалық қызмет көрсету процедурасы

• Контроллер-конденсатордың кіріс тогын шектеу үшін алдын ала зарядтау кедергісі

• Адекватты тұрақты ток кернеуі және ақаулық-ток көрсеткіштері бар контакторлар

• Токқа, температураның көтерілуіне және дірілге арналған шиналар

• Судан, өткізгіш шаңнан және жол қоқыстарынан қорғау

• Оқшауланған ыстық ұяшықтарды жасамайтын жылу жолдары

• Таза полярлық, жоғары вольт және қызмет көрсету жапсырмалары

Қапшықты қаптама үшін қысу импровизацияланған емес, біркелкі және нақты болуы керек. Тым аз ұстамдылық ісінуге және құлақшалардың шаршауына жол береді; тым көп жергілікті қысым ламинатқа немесе ішкі қабаттарға зақым келтіруі мүмкін.

Скутердің батареясын ауыстыруға арналған практикалық жұмыс процесі

Скутер жолға оралмас бұрын нені тексеру керек?

Кем дегенде, прототипті ұяшықтардың консистенциясы, жарамды сыйымдылығы, жоғары ток кернеуінің төмендеуі, шинаның температурасының жоғарылауы, оқшаулау кедергісі, BMS шегі, контактордың жұмысы және зарядтағыштың үзілуі тексерілуі керек. Көлік сынақтары басқарылатын қуатта басталып, біртіндеп үдеу, төбеге шығу және регенеративті тежеуге дейін кеңейуі керек.

Пайдалы валидация жоспары сонымен қатар толық зарядталған суды, төмен зарядты жұмысты, нарыққа сәйкес ыстық және суық жағдайларды, кілтті өшіру сақтау тогын және ақаулық модельдеуін қамтиды. Мақсат тек скутерді жылжыту емес. Бұл болжамды ақаулардың басқарылатын, қалпына келтірілетін жауапқа әкелетініне көз жеткізу.

GBT 70Ah LFP дорба ұяшығы қай жерде орналасады

70Ah жоғары қуатты LFP дорба ұяшығы үлкен мотороллерлер, электр мотоциклдер және жеңіл EV түрлендірулері үшін қызықты нұсқа болуы мүмкін, мұнда қоршау ұзын, жұқа ұяшықтарды ұнатады. 40S1P кезінде ол параллель ұяшықтар топтарынсыз шамамен 9 кВт/сағ номиналды энергияны ұсынады. Жүйенің төменгі кернеулерінде бірдей қуат жеткізу скутерлеріне, коммуналдық көліктерге және күнделікті велосипедпен жүруге және тұрақты қуатқа басымдық беретін басқа қолданбаларға қолдау көрсете алады.

Дұрыс таңдау әлі де тексерілген ұяшық сипаттамаларына және көліктің жұмыс цикліне байланысты. Қарапайым қуатпен жүретін қалалық скутердің, тіпті екі пакетте де 70Ah таңбаланған болса да, ұзақ деңгейге көтерілетін ауыр макси-скутерден басқа қажеттіліктері бар.

Ағымдағы ұяшық туралы ақпаратты Misen's бөлімінен қараңыз GBT 3,2V 70Ah LFP дорба ұяшығы және кеңірек LiFePO4 қапшық жасушаларының ауқымы . Нақты өндіріс партиясы мен қаптамасының дизайны үшін соңғы рейтингтер әрқашан расталуы керек.

Жиі қойылатын сұрақтар

Скутердің қорғасын-қышқылды немесе NiMH аккумуляторын LFP-ге ауыстыруға болады ма?

Көбінесе иә, бірақ бұл тікелей ұяшықтарды ауыстырудан гөрі жүйені түрлендіру. Жаңа бума контроллердің кернеу терезесіне сәйкес болуы керек және ол әдетте химияға тән BMS және зарядтағыш стратегиясын қажет етеді.

Сериядағы LFP ұяшықтарының санын қалай таңдауға болады?

Контроллердің рұқсат етілген минималды және максималды батарея кернеуінен артқа қарай жұмыс істеңіз. Номиналды кернеуді де, толық зарядтағы кернеуді де тексеріңіз; тек скутердің маркетингтік кернеуінен сериялар санын таңдамаңыз.

Аса жоғарырақ батарея әрқашан жақсы ма?

Жоқ. Көбірек сыйымдылық ауқымды жақсартуы мүмкін, бірақ ол қаптама өлшемін, салмағын, зарядтау уақытын және ақаулық энергиясын да өзгертеді. Пакет әлі де ағымдағы, жылулық, механикалық және көлікті біріктіру талаптарын қанағаттандыруы керек.

Тек BMS мотор контроллерін қорғай ала ма?

Жоқ. BMS батареяны қорғайды, ал контроллердің, сақтандырғыштың, контакторлардың және алдын ала зарядтау тізбегінің әрқайсысының жеке тапсырмалары бар. Олардың шектеулері мен өшіру әрекеті үйлестірілуі керек.

Теңшелетін скутердің аккумуляторы туралы ұсыныс үшін қандай ақпарат қажет?

Скутер үлгісін және жылын, аккумулятордың түпнұсқа жапсырмасын, контроллер мен зарядтағыш жапсырмаларын, батарея бөлігінің өлшенген өлшемдерін, қалаған диапазонды, көлік қуатын, максималды жылдамдықты, шабандоз/жүк салмағын, қосқыш фотосуреттерін және күтілетін жұмыс температурасын көрсетіңіз. CAN немесе сым құжаттамасы әсіресе жоғары вольтты скутерлер үшін пайдалы.

Қорытынды ойлар

Ең жақсы ауыстыру ұяшығы ең үлкен сыйымдылығы немесе ең жоғары C деңгейімен ғана емес. Бұл дұрыс кернеу терезесі, жеткілікті ток шегі, шынайы механикалық орналасуы және келісілген қорғанысы бар толық пакетке біріктірілуі мүмкін ұяшық.

Vectrix VX-1 бұл процестің неліктен маңызды екенін көрсетеді. 40S 70Ah LFP жинағы электрлік жағынан тартымды және номиналды энергияның үлкен ұлғаюын ұсынады, дегенмен зарядтағыш интерфейсі, регенеративті тежеу, қаптаманың биіктігі және қапшық ұяшықтарының қысылуы дизайнның практикалық екенін шеше алады. Дәл осындай тәртіпті тәсіл кішірек 48В және 72В скутерлерге қолданылады.