Opis

Urządzenie wykorzystuje do zasilania system akumulatorów o napięciu 51,2 V, który składa się z 16 akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych o napięciu 3,2 V/20 Ah połączonych szeregowo. Akumulatory są podzielone na dwie grupy, a każda grupa wykorzystuje płytkę do pomiaru napięcia pojedynczego akumulatora. Oznacza to, że po zebraniu napięcia akumulatorów z płyty sterującej przez dwa moduły BMS, napięcie pojedynczego akumulatora jest przekazywane do głównej płyty sterującej BMS za pośrednictwem magistrali CAN w celu analizy i zarządzania.

Główna płyta sterująca BMS może sterować zasilaniem dwóch podrzędnych płyt sterujących oraz modułem pomiaru napięcia podrzędnej płyty sterującej BMS w celu przejścia w tryb niskiego zużycia energii za pomocą poleceń CAN. Płyta główna BMS jest podłączona do trzech zewnętrznych przekaźników, a mianowicie przekaźnika sterującego głównym, przekaźnika wstępnego ładowania i przekaźnika ładowania. Po włączeniu płyty głównej BMS należy sprawdzić napięcie każdej baterii, temperaturę zestawu baterii oraz podłączenie pistoletu ładującego 220 V, transformatora prądu i ACN. Gdy wszystkie urządzenia są w stanie normalnym, należy podłączyć odpowiednie przekaźniki zgodnie z wymaganiami, aby zrealizować zarządzanie ładowaniem lub rozładowaniem. Po otrzymaniu danych z podrzędnej płytki sterującej BMS, główna płytka sterująca BMS przegląda i ponownie składa pakiety, a następnie przekazuje je do komputera nadrzędnego poprzez interfejs 485 zgodnie z protokołem komunikacyjnym.

Jeśli pistolet ładujący nie jest podłączony lub został odłączony podczas włączania zasilania, główna płyta sterująca BMS zakończy wykrywanie zestawu akumulatorów i komunikacji CAN. Po potwierdzeniu, że wszystkie są w stanie normalnym, najpierw włącz przekaźnik wstępnego ładowania, aby naładować dużą pojemność kontrolera silnika. Gdy napięcie dużego kondensatora zbliży się do całkowitego napięcia zestawu akumulatorów, włącz przekaźnik główny, aby zapobiec ablacji styku przekaźnika głównego, a następnie odłącz przekaźnik wstępnego ładowania i powiadom kontroler silnika, że zasilanie BMS jest w stanie normalnym poprzez magistralę CAN. Podczas procesu rozładowania główna płytka sterująca BMS wykrywa w czasie rzeczywistym prąd rozładowania, całkowite napięcie akumulatora, napięcie pojedynczego akumulatora oraz temperaturę zestawu akumulatorów. Gdy napięcie jest zbyt niskie lub prąd zbyt duży, albo temperatura zestawu akumulatorów jest zbyt wysoka lub zbyt niska, przekaźnik elektryczny zostanie odłączony i otwarty w odpowiednim czasie, a stan usterki zestawu akumulatorów zostanie zgłoszony do sterownika silnika za pośrednictwem magistrali CAN.

Opis funkcji

1. Do zasilania stosowany jest system akumulatorów 51,2 V, złożony z 16 akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych 3,2 V/20 Ah, połączonych szeregowo, o łącznej pojemności 51,2 V/20 Ah. Akumulatory należy podłączyć za pomocą specjalnych przewodów wysokiego napięcia, z biegunem ujemnym oznaczonym na czarno, a biegunem dodatnim na czerwono, aby zapewnić prawidłowe podłączenie biegunów dodatnich i ujemnych.
2. Zestaw akumulatorów jest podzielony na cztery grupy, a każda z dwóch grup odpowiada jednej karcie akwizycji BMS. Każda karta akwizycji BMS może zbierać wartości 8 pojedynczych ogniw i dwóch czujników temperatury oraz zapewnić równowagę napięcia pojedynczych ogniw w grupie. Karta akwizycji wykorzystuje układ scalony do pomiaru napięcia akumulatorów. Każda karta akwizycji jest sterowana przez mikrokontroler. Mikrokontroler i układ scalony do pomiaru napięcia są połączone za pomocą interfejsu IIC z izolacją wysokiego i niskiego napięcia. Układ przetwarzania danych jest podłączony bezpośrednio do zestawu akumulatorów, izolowany od niskiego napięcia 12 V, a mikrokontroler jest zasilany z akumulatora niskiego napięcia 12 V. Układ interfejsu IIC zapewnia izolację wysokiego i niskiego napięcia oraz komunikację. Płytka sterująca podrzędna BMS realizuje głównie funkcje pomiaru napięcia, wyrównywania akumulatorów, izolacji wysokiego i niskiego napięcia, a płytka sterująca nadrzędna BMS realizuje obliczenia i zarządzanie napięciem akumulatorów. Komputer górny realizuje funkcje wyświetlania stanu BMS i modyfikacji parametrów sterowania. Oprogramowanie dopasowujące obejmuje program wbudowany w płytkę sterującą BMS oraz program wbudowany w płytkę sterującą BMS slave. Oba programy są napisane w języku C, środowisko programistyczne i debugowania to MDK5.2, a mikrokontroler to STM32F103C8T6. Oba zapewniają programy źródłowe. System zarządzania akumulatorami BMS jest podzielony na trzy płytki drukowane, a mianowicie główną płytkę sterującą BMS, pomocniczą płytkę sterującą BMS 1 i pomocniczą płytkę sterującą BMS 2, z których wszystkie są płytkami dwustronnymi. W obwodzie wysokiego napięcia i obwodzie sterowania niskiego napięcia pomocniczej płytki sterującej BMS zastosowano technologię izolacji.
3. Wyposażony w dopasowany do norm krajowych system ładowania prądem przemiennym. Płyta główna sterująca BMS określa, czy pistolet ładujący jest podłączony, wykrywając sygnał CC dostarczany przez pistolet ładujący, i przekazuje sygnał dostępu do ładowania z powrotem do pistoletu ładującego poprzez CP, aby osiągnąć cel sterowania interfejsem ładowania.
4. Płyta łącząca przetwornika DC-DC przekształca napięcie wysokie 51,2 V na napięcie niskie 13,8 V, które jest wykorzystywane do zasilania całego obwodu niskiego napięcia. Płytka łącząca przetwornicy DC-DC posiada funkcje zabezpieczające, takie jak zabezpieczenie przed zwarciem i odwrotnym podłączeniem. Płytka przetwornicy DC-DC jest dwustronna, ma przejrzystą zasadę sterowania obwodem, jest wyposażona w schemat obwodu, a połączenie z innymi komponentami jest wykonane metodą połączenia zakładkowego.
5. Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi i zewnętrznym wirnikiem jest wyposażony w tarczę bezwładnościową, która zwiększa bezwładność podczas szybkiego obrotu. Po zwolnieniu pedału gazu sygnał hamulca jest naciskany, a napięcie i prąd sprzężenia zwrotnego są monitorowane w czasie rzeczywistym za pomocą miernika cęgowego i ekranu wyświetlacza.

IV. Konfiguracja podstawowa

16 akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych, 4 czujniki temperatury, 4 specjalne kable do podłączenia akumulatorów, 1 kabel połączeniowy w kształcie litery U, 25 kabli połączeniowych o długości 50 cm, 1 inteligentna ładowarka samochodowa, 1 główna płyta sterująca systemu zarządzania akumulatorami BMS, 2 płyty sterujące podrzędne, 1 płyta sterująca silnika synchronicznego z magnesami trwałymi, 1 przetwornica DC-DC, 1 silnik synchroniczny z magnesami trwałymi i zewnętrznym wirnikiem, 1 wyłącznik wysokiego napięcia, 1 elektroniczny pedał przyspieszenia, 1 zestaw standardowego krajowego systemu ładowania (ładowarka i stojak ładujący), 1 rezystor wstępnego ładowania, 3 przekaźniki sterujące wysokiego napięcia, 1 19-calowy ekran dotykowy typu „wszystko w jednym”, 1 cyfrowy miernik cęgowy do samochodów, 1 sonda wysokiego napięcia, 2 śrubokręty płaskie, 2 śrubokręty krzyżakowe, ruchoma platforma ze stopu aluminium i tablica szkoleniowa.