Итак , продолжаем, Тяговая Аккумуляторная Батарея или ВВБ (высоковольтная батарея).
При выборе батареи обычно руководствуются рядом основных параметров, степень важности которых зависит от конкретного проекта, например кому то важнее стоимость , а кому то удельная ёмкость. Вот эти параметры:
1. Стоимость за 1 кВтч.
2. Удельный вес кг/кВтч или удельная ёмкость к весу.
3. Прогнозируемый срок службы ( выражается в количестве циклов заряд-разряд ).
4. Безопасность использования.
5. Допустимые удельные токи заряда/разряда.
6. Форм-фактор, размеры ячеек, удобство сборки и компановки.
7. Вопросы , связанные с организацией подогрева/охлаждения батареи.
Сразу оговорюсь, что устаревшие типы батарей (например свинцово-кислотные) и экзотику мы тут рассматривать не будем.
По типам и параметрам основных доступных для конверсии батарей есть на нашем форуме специальные темы, информация там пополняется по мере поступления новых вариантов:
viewtopic.php?f=32&t=2160viewtopic.php?f=32&t=2113По стоимости тут намеренно не пишу, потому что ситуация постоянно меняется , стоимость интересующих батареек можно посмотреть и тут на форуме в темах по продажам и в других местах в сети.
Подбор батареи стоит начинать тогда, когда сделан тяговый расчёт, выбран двигатель и примерно понятно где и как будет расположена батарея, точнее где есть для неё место и сколько.
Во первых по результатам расчёта и (или) по аналогии с подобными электромобилями надо определить необходимую ёмкость батареи в кВтч, учитывая что использоваться будет примерно 80% максимальной емкости.
Зная ёмкость можно прикинуть какие из доступных вариантов больше подходят по цене , форме и другим характеристикам.
Исходя из параметров электродвигателя и контроллера надо определиться с диапазоном напряжений батареи и посчитать как надо будет коммутировать элементы , что бы набрать необходимую ёмкость.
Например "консервы" от Nissan Leaf (макс.напряжение 8,4 вольта , примерно 0,5 кВтч) в оригинальном Ниссане с приводом работающим с напряжением 400 вольт собраны все 48шт последовательно (48S) 8,4х48=403,2 вольта.
Для того что бы использовать эти элементы в системе с напряжением 200 вольт (например Citroen Berlingo первого поколения) и с той же ёмкостью прийдётся соединить их по схеме 24S2P, то есть 24 сборки по два элемента в параллели.
Ну а если привод на 100 вольт (например Curtis 1238) то уже будет 12S4P.
Так же надо проверить попадает ли минимальное и максимальное напряжение сборки в диапазон рабочих напряжений контроллера управления двигателем.
Ещё важно проверить достаточна ли батарея по токам для ваших требований.В характеристиках ячеек есть предельные рекомендуемые токи, выраженные через ёмкость (например 3С). Это значит, что на примере той же батареи от Ниссана, где ёмкость одного элемента примерно
60 Ач , а допустимые токи 3-5С то 60*5=300 ампер, то есть не желательно нагружать элемент током больше 300 ампер. То есть для сборки , где все элементы последовательны максимальный ток будет те же 300А, а мощность батареи 48S примерно 400*300=120000 Вт,
для батареи 24S2P сила тока удвоится , то есть 600 А , но мощность не изменится. Это всё не значит , что нельзя получать большие значения силы тока и мощности , но это значительно уменьшит срок службы батареи. Для всех батарей чем меньше удельные токи тем больше срок службы.
Вообще нельзя забывать, что соблюдение рекомендуемых температурных режимов, а так же режимов зарядки, разряда и хранения ВВБ может значительно увеличить срок её службы!
Если всё подошло пора заняться тетрисом) То есть зная размеры мест размещения аккумулятора в кузове разместить выбранные ячейки в этих местах.
При этом ВАЖНО УЧИТЫВАТЬ что
1. Ящики с батареями должны мыть максимально защищены от доступа влаги, в идеале герметичны!
2. Ящики должны быть спроектированы с учётом максимальной безопасности в случае ДТП и защищены предохранителями на случай "короткого замыкания".
3. В ящиках должно оставаться достаточно места для монтажа/демонтажа батареи, БМС, датчиков температуры, системы подогрева/охлаждения батареи(если предусмотрена) а так же термоизоляции стенок ящика.
4. Конструкция ящика и крепления его к кузову(раме) должна быть достаточно прочной с учётом веса батареи и динамических нагрузок.
5. Конструкция силовой и вспомогательной проводки, вводы/выводы должны быть защищены от попадания влаги и удобны для монтажа/демонтажа/отключения батареи.
По особенностям конструирования тяговых батарей на форуме тоже есть отдельная тема:
viewtopic.php?f=32&t=3270Вполне реальный вариант, когда из-за формы или размеров приходится несколько раз компановать батареи , а может даже изменить выбор типа батареи.
Чаще всего при конверсии тяговую батарею невозможно расположить в одном месте и приходится разделять на несколько блоков.
ВАЖНО учитывать распределение веса в конвертированном автомобиле, оно в идеальном варианте должно быть как можно ближе к исходному. В любом случае следует учитывать компановку, тип привода, возможности подвески и требования сертификационных органов.
При больших изменениях в развесовке потебуется вносить изменения в характеристики подвески, а может быть и ограничить максимальную грузоподъёмность конвертированного автомобиля по сравнению с исходным.
Ещё отдельно хочется сказать , что для нормальной эксплуатации и долгого срока службы важен температурный режим работы ВВБ. Большинство литиевых батарей нельзя заряжать и не желательно нагружать большими токами при низких температурах (точные значения зависят от типа элемента)
Это значит , что обычно нужен подогрев батареи если предстоит эксплуатация при низких температурах.
А перегрев батареи снижает срок службы и в пределе может привести к возгоранию, то есть так же необходима система контроля температуры и в случае высоких удельных нагрузок (большая мощность привода, ускоренная зарядка) система охлаждения тяговой батареи.
С учётом этих факторов может быть выгоднее выбрать более дорогие элементы , но лучше приспособленные для организации подогрева/охлаждения. Например батарея Теслы состоит из модулей , каждый из которых содержит в себе трубки для охлаждающей жидкости, что очень упрощает решения вопроса поддержания оптимальной температуры батареи.