Dispozitiv de baterie de înaltă tensiune.
Deci, o mașină cu o unitate hibridă are un dispozitiv de stocare a energiei - o baterie de înaltă tensiune (WWB). În modelul Prius, acesta se află sub bancheta din spate (în caroseria NHW11) sau în spatele scaunului din spate (în caroseria NHW10). Bateria are un design monolitic rigid, în care modulele bateriei sunt rotunde (40 bucăți, corpul 10) sau plate (38 bucăți, 11 caroserie).
Modulele sunt comprimate cu știfturi puternice și instalate într-o carcasă metalică rigidă, fiecare modul are pe suprafața laterală o mulțime de "cosuri", care se sprijină unul pe celălalt atunci când sunt asamblate într-un pachet. În plus, de-a lungul liniei mediane a modulului, există trei proeminențe sferice cu un diametru de 3 mm și cavități corespunzătoare.
Acestea sunt aranjate astfel încât atunci când se montează module în pachetele "plus" și "minus" ale modulelor învecinate, sunt direcționate diferite laturi, ceea ce permite inserarea în serie a jumperilor scurți. În acest caz, proeminențele și văile de pe suprafețele laterale ale corpului modulului sunt combinate și se sprijină reciproc astfel încât să existe un spațiu între modulele pentru trecerea aerului de răcire.
Între cele două module amplasate în mijlocul bateriei, jumperul este amplasat în carcasa unității electronice de comandă a bateriei, unde este instalată o siguranță care protejează bateria de un curent mare.
Fotografia prezintă un modul VVB din plastic. În partea dreaptă sunt vizibile vizibile muchii pe peretele lateral.
Fiecare modul WWB este alcătuit din 6 elemente galvanice de tip hidruriu nichel-metal (NiMH). Orice spațiu sub carcasă este ventilat forțat.
Bateria este deconectată de la circuitele mașinii printr-un contactor special, adică când autovehiculul este oprit, BBB este deconectat de la consumatori și își pierde energia de încărcare numai datorită auto-descărcării. Există recomandări ca Prius să fie inclus cel puțin o dată pe lună, dacă nu îl folosiți. Acest lucru este necesar pentru a "reîmprospăta" bateria.
BB este controlat de un controler microprocesor separat HVB ECU.
Deoarece tensiunea nominală a unui element este de 1,2 V, tensiunea unui modul de șase elemente este de 7,2 V. Prin urmare, tensiunea totală a bateriei în corpul 10 este de 288 V, în corpul 11 - 273,6 V.
Desigur, discutăm valoarea nominală a tensiunii. Valoarea reală măsurată a tensiunii poate diferi semnificativ de cea nominală, deoarece umplerea chimică a elementului nu știe că se presupune că se creează o tensiune de exact 1,2 V. Și nu știe nimic despre volți. Dacă vorbim serios, tensiunea, în primul rând, depinde de gradul de încărcare al bateriei și de starea tehnică a acesteia. De exemplu, se crede că bateria plumb-acid la tensiunea nominală de 12 volți este complet încărcat de tensiune terminală 14,4 V (o figură familiară?), Și cu razryade- deplină 8.4 Q. Unde înseamnă aceste numere? Este foarte simplu. O "bancă" a bateriei plumb-acid produce o tensiune complet încărcată de 2,4 V, și cu o descărcare completă, nu mai mult de 1,4 V. Ei bine, acestea sunt proprietățile sale electrochimice. Multiplicați numărul de conserve în baterie (6 bucăți) și obțineți figuri familiare.
Deci, ce este în interiorul și care este diferența într-un element al bateriei nichel-metal hidrură (NiMH) dintr-o singură malul unei baterii de plumb acidă, care este familiară tuturor autovehiculelor? Răspund: dar nimic semnificativ. Cei doi electrozi imersat în soluție, un curent electric conductor (un electrolit) pe suprafața electrodului este o reacție chimică reversibilă, care permite stocarea energiei prin trecerea unui curent extern și eliberați-l sub forma curentului electric în circuitul extern. Și care sunt diferențele? Diferențe - în materialul electrozilor, în electrolit și în reacțiile chimice care apar în timpul încărcării și descărcării.
celula baterie NiMH cuprinde un electrod pozitiv care cuprinde hidroxid de nichel, Ni (OH) 2 și un electrod negativ compus dintr-un aliaj (amestec) de absorbție a substanțelor (atașarea) hidrogen (care este exact tulbure scrie Panasonic despre bateriile lor), iar separatorul (separator ) din fibră de sticlă pentru a elimina scurtcircuitul electrozilor și hidroxidului de potasiu alcalin-hidroxid de potasiu KOH (sau, conform altor informații, hidroxid de sodiu NaOH).
Aliajele care absorb hidrogenul sunt studiate în mod activ în ultimii ani 20. A început cu aliaj nichel-fier (NiFe), nichel-magneziu (MgNi), precum și lantan-nichel (LaNis). Aceste aliaje sunt capabile să absoarbă un volum de hidrogen de mii de ori mai mare decât volumul propriu, creând hidruri metalice și, de asemenea, eliberând hidrogen legat.
Astfel de aliaje sunt create din metale de tipul "A", formarea hidrurilor care se desfășoară cu eliberarea căldurii, cu metale de tipul "B", atunci când se formează hidrura, dimpotrivă, absorbind căldura. Compoziția aliajului este selectată astfel încât procesul de absorbție și evoluție a hidrogenului să aibă loc la temperatură și presiune normale. aliaje cunoscute de diferite tipuri: AB (TiFe etc.), AB2 (ZnMn2 etc.) AB5 (LaNi5 etc.) și A2B (Mg2Ni etc.). Cele mai bune caracteristici și încărcare eficiență descărcare a arătat elemente de pe aliaje de tip AB5 folosind metale pământuri rare din grupa lantan și nichel ca element component principal și aliaje de tip AB2 pe bază de titan și nichel.
Panasonic și-a concentrat atenția asupra aliajelor de tip AB5, care arată o eficiență ridicată și un număr excelent de cicluri de încărcare-descărcare și și-a creat propriul aliaj de tip MmNi5. unde Mm este un amestec de metale de pământuri rare care furnizează caracteristicile unui tip de metal "A". De aceea bateria Prius este atât de scumpă. Acum, să examinăm în detaliu ce reacții apar pe electrozii NiMH ai elementului în procesul de încărcare și evacuare.
Este interesant de observat faptul că în timpul ciclului "încărcare-descărcare" electrolitul nu se schimbă - nu se acumulează și nu consumă substanța. Dar absorbția hidrogenului ioni (protoni) materialul catodic în timpul procesului de încărcare evită eliberarea oxigenului gazos la electrodul pozitiv în timpul încărcării excesive - suficient pentru a face electrozii negativi suficientă capacitate de hidrogen. Astfel, elementul poate fi sigilat. Dar limita de absorbție a hidrogenului există și după o anumită limită în element, evoluția gazului poate începe. Prin urmare, pe elementele reale, sunt fabricate supape de siguranță de presiune de siguranță și toate elementele airbag-ului din Prius sunt conectate printr-un tub, gazul din care este direcționat către fereastra de ventilație din coloana din stânga posterioară. Desigur, nu poate fi blocat, așa cum este scris pe grilaj, din motive de securitate.
La descărcarea de gestiune
Figura următoare prezintă schematic procesele de încărcare și descărcare a celulei NiMH. Este evident din figura în care este luat curentul de descărcare și unde se consumă curentul de încărcare.
Cum funcționează VVB într-o mașină Prius.
Când este necesară încărcarea
Deci, BBB dvs. a călătorit bine și, ca să spunem așa, și-a dat deja datoria. Dacă luați un tester convențional (voltmetru cu o precizie de măsurare de cel puțin o zecime de volt), puteți verifica starea bateriei. Cu toate acestea, trebuie să spun că acest lucru va necesita scoaterea scaunului din spate și a capacului bateriei, precum și dezasamblarea panourilor izolatoare din plastic pe bornele modulelor.
De obicei, prietenii noștri japonezi, dintr-un anumit motiv, pun un punct roșu în apropierea electrodului "plus", deși pe plastic se stoarce un semn destul de vizibil
Dacă ajungeți la module, măsurați tensiunea pe fiecare modul.
Notă: trebuie să aveți grijă, deoarece cablurile de tensiune extreme pot avea o tensiune periculoasă de aproape 300V. Ucide, poate, nu va ucide, dar poate dracu greu. Deci, nu verificați terminalele bateriei.
După măsurarea tensiunii (este mai bine să notați aceste valori inițiale), veți ști răspunsul la întrebarea "de ce ar trebui să perceapă o apărare aeriană?"
Răspândirea poate fi mare - 1 sau 2, sau poate 3 volți. Totuși, acest lucru nu este totul.
Tensiunea pe modul nu reflectă pe deplin starea modulului. Principalul criteriu este CAPACITATEA. Capacitatea este măsurată în amperi-ore, deci este evident că aceasta caracterizează capacitatea unei baterii de a da curent electric la un circuit extern pentru o perioadă lungă de timp.
Bateria autovehiculului Prius are o capacitate nominală de 6,5 Ah, adică, într-un caz ideal, bateria poate furniza un curent de 6,5 amperi timp de o oră. Sau în 6,5 ore curentul este de 1 ampere.
De obicei, capacitatea nominală a bateriei este indicată de litera latină C (din capacitatea - capacitatea cuvântului). Pentru a măsura capacitatea, modul de descărcare este C / 6 (descărcare de gestiune timp de 6 ore) sau C / 20 (descărcare acumulator timp de douăzeci de ore). În consecință, este necesară încărcarea bateriei în așa fel încât descărcarea
curentul corespunde valorii C / 6 sau C / 20. În cazul BW C / 6 este de aproximativ 1,1 Amp, C / 20 este 0,33 A.
Pentru a crea acest curent, rezistorul trebuie să aibă o rezistență nominală de 250 ohmi (pentru C / 6) sau de 830 ohmi (pentru C / 20), puterea de rezistență în primul caz, ar trebui să fie de cel puțin 250-300 wați. Ar trebui să fie un dispozitiv ca un cazan pentru un pahar de apă.
Întregul sistem de măsurare directă a capacității dă întotdeauna un rezultat inexact, deoarece la un curent mare de descărcare, capacitatea va fi întotdeauna mai mică decât valoarea nominală, cu un curent mic mai mare decât valoarea nominală. Și ca rezultat al măsurării, bateria trebuie descărcată complet. Prin urmare, este obișnuit să se primească capacitatea prin calcul.
Acumulatorul este pornit la descărcare cu un curent apreciabil timp îndelungat. Tensiunea și curentul sunt măsurate pe baterie la începutul și la sfârșitul acestui interval de timp. După construirea programului, este posibil să se estimeze timpul în care bateria este descărcată (este necesar să se distingă pur și simplu bateria descărcată și bateria complet descărcată). În grafic, capacitatea de lucru a bateriei este reprezentată de o zonă umbroasă. Problema: cunoașterea valorii I1U1, U2 și a timpului t. calcula suprafața figurii umbrită. Oricine poate practica la petrecere a timpului liber în geometrie.
În general, capacitatea este cantitatea de energie electrică stocată într-o baterie sau, după cum se precizează în clasa a șaptea în lecțiile fizicii, se încarcă - și se măsoară în Coulombs. Unitatea de timp cu amperi este conectată la Coulomb cu un factor de scară simplu și este utilizată în mod tradițional pentru a caracteriza capacitatea bateriilor.
Aproape prin această metodă se face un "test cu faruri", care este recomandat de eroul forumului de autodat Stirlitz: VVB este încărcat cu includerea farurilor cu repetare la încărcare completă. După un timp, sistemul de control al mașinii decide că bateria este descărcată suficient și pornește ICE pentru a reîncărca bateria. Timpul dintre începutul experimentului și începutul încărcării bateriei arată cât de repede scade tensiunea pe airbag sub sarcină. Astfel, este posibilă estimarea capacității sistemului de apărare aeriană în ansamblu. Pentru o baterie bună, acest timp ar trebui să fie de cel puțin 30 de minute (date Shtirlitsa). Dacă timpul este mai scurt, atunci capacitatea sistemului de apărare aeriană este redusă. Aceasta este o modalitate bună de a diagnostica rapid starea generală a bateriei.
Avantajul acestei metode este dezavantajul său: astfel de diagnostice dau doar o idee generală despre baterie, statutul modulelor individuale poate fi foarte diferit. După cum am discutat deja, în timp, unele module funcționează mai mult și sunt în stare mai bună, iar altele sunt leneșe și pierd capacitate. Și aici apare o sarcină care are un nume frumos și de neînțeles - EQUALIZATION. Este de neînțeles doar la prima vedere, deoarece vine din cuvântul englez egal - egalitate. Prin urmare, EQUALIZATION în limba rusă înseamnă EQUALIZATION.
Deoarece nu putem ajunge la fiecare element (acestea sunt inaccesibile în interiorul modulului), trebuie să egalizăm încărcarea pe cel puțin unul din cele 38 de module. Alinierea înseamnă să faceți același lucru.
Deci, sarcina sau, mai precis, specificația tehnică a încărcătorului se ridică.
Ar trebui:
Lucrați cu un modul de 7.2V.
Măsurați curenții de încărcare și de descărcare care circulă prin modul.
Măsurați tensiunea la bornele modulului.
Să poată estima capacitatea modulului prin calcul.
Să poată încărca și descărca modulul în conformitate cu un anumit algoritm.
Asigurați-vă siguranța procesului de încărcare.
Dispozitivul Shaitan: ce sa făcut.
Planurile de dezvoltare ulterioară rezultă din problemele identificate. În primul rând, doriți să faceți automat procesul de comutare între module.
În al doilea rând, este necesar să se mărească curentul de încărcare, dar aici există pericolul de a obține un mic Cernobîl. Determinați ce curent de încărcare este sigur este una dintre sarcinile principale. Se pare că un modul bun cu o capacitate bună poate fi încărcat cu un curent foarte semnificativ. Dar modulul puternic descărcat începe să se "fireze" și se umflă. Aici, probabil, procesul de pierdere a suprafeței active a electrozilor este de asemenea afectat de înfundarea suprafețelor cu substanțe parazite de sedimentare.
În al treilea rând, dispozitivul trebuie să fie realizat cu 38 (40) canale, pentru a procesa toate modulele simultan, apoi timpul de întreținere al bateriei va fi redus drastic. Dacă procesul se desfășoară automat, atunci în doar o zi bateria va fi întreținută și echilibrată. Dar, pentru astfel de costuri (și acesta este un cost serios de fabricație), trebuie să mergem cu o înțelegere clară a tehnologiei de egalizare și rentabilitate. Cred că primul model al lui Shaitan-devaysa va ajuta să câștige experiența și să ia decizia corectă.
Există încă câteva idei care sunt încă prea devreme pentru a se răspândi.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: