A ohut litiumparisto säästää asennussyvyyttä, mutta akku on vain yksi osa luotettavaa katosjärjestelmän virransyöttöjärjestelmää. Lataaminen, ylivirtasuojaus, eristys, valvonta, virranjakelu, kaapelien reititys, lämmönhallinta ja huoltokäyntimahdollisuus on suunniteltava yhtenä kokonaisuutena.
Kattojen rakentajille, ajoneuvokannan varustelijoille, autoelektrikoille ja omamerkkituotteiden valmistajille hyvän ohjauskortin tulisi olla helppo valmistaa toistuvasti, helppo tarkastaa ja vaikea kytkeä väärin. Lopulliset kaapelikoot, suojalaitteet, maadoitus ja vaatimustenmukaisuutta koskevat yksityiskohdat on tarkistettava ajoneuvon, laitteiden käyttöohjeiden ja sovellettavien asennusvaatimusten perusteella.
Kamada Power 12 V 100 Ah ohut litiumakku
Mikä on 12 V:n katosohjauskortti?
12 V:n katosohjauskortti on apusähköjärjestelmän jäsennelty asennus- ja johdotusalusta. Se sisältää yleensä seuraavat osat:
| Toiminto | Tyypilliset komponentit | Suunnittelutavoite |
|---|
| Varastointi | Ohut LiFePO4-akku | Tiukka ja vakaa kiinnitys, pääsy liittimiin |
| Lataus | DC-DC-laturi, MPPT-laturi tai yhdistelmälaturi | Oikea jännite, virta ja lämpötila toiminnan aikana |
| Pääsuojaus | DC-luokiteltu sulake tai katkaisija, eristyskytkin | Suojaa johtimet ja varmista turvallinen eristys |
| Seuranta | Haaroitus, näyttö tai tiedonsiirtoliitäntä | Mittaa kaikki suunnitellut akkuvirrat |
| Jakelu | Positiiviset ja negatiiviset virtakiskot, sulakekotelo | Vapaat, suojatut haaroituspiirit |
| Käyttäjän ohjaus | Kytkinpaneeli, pistorasiat, USB-C, pistorasiat | Helppo käyttö ilman monimutkaisia huoltojohdotuksia |
| Dokumentaatio | Kytkentäkaavio, sulakeluettelo, tarrat | Toistettava asennus ja nopeampi vianetsintä |
Piirilevyssä tulisi näkyä looginen virrankulku. Houkutteleva piirilevy, jossa kaapelit ovat ristikkäin, sulakkeet piilossa, liittimien välys on liian pieni tai kuormat ohittavat shuntin, ei ole ammattimainen suunnittelu.
Aloita asennusrakenteesta
Ohuet litiumparistot valitaan ahtaisiin tiloihin laatikoiden, istuinten, katosseinien, pyöräkoteloiden tai huoltopaneelien taakse. Nimellismitat eivät riitä. Varmista:
- enimmäispituus, -leveys ja -syvyys;
- terminaalin ja suojakannen korkeus;
- kaapeliliittimen ja mutkan välys;
- akun toimittajan hyväksymä asennussuunta;
- kiinnityskohdat ja kiinnityspisteet;
- pääsulakkeen, erottimen, shuntin sekä BMS:n nollauspainikkeen tai tiedonsiirtoportin saavutettavuus;
- siirtoreitti ilman, että asiaan liittymättömiä laitteita tarvitsee purkaa;
- altistuminen vedelle, pölylle, rahdin aiheuttamille iskuille ja lämmölle;
- hyötykuorma ja rakenteelliset rajoitukset.
Vaikka akku mahtuisi tyhjään tilaan, sen asentaminen voi silti epäonnistua, kun mukaan lasketaan kaapeliliittimet, sulakepidikkeet, suojukset, laatikot, verhoilut ja huoltotyökalut.
Määritä virtareitit ennen komponenttien sijoittamista
Käytä nykyisiä reittejä asettelun määrittämiseen:
Ajoneuvon virtalähde → virtalähteen puolella oleva suojaus → DC-DC-laturi
→ laturin lähtösuojaus tarvittaessa → apuakku
Aurinkopaneeli → yhteensopiva aurinkosäädin tai DC-DC-aurinkotulo
→ apuakku / hyväksytty DC-väylä
Akun plusnapa → pääsuojaus → erotin → plusväylä
→ haarasulake → kytkin tai ohjain → kuorma
Akun miinusnapa → shuntin akkupuoli → shuntin järjestelmäpuoli
→ miinusväylä → laturit ja kuormat
Pääsulakkeen ja erottimen tarkka järjestys riippuu hyväksytystä suunnittelusta ja laitteen vaatimuksista, mutta akkuun kytketty johdin tulisi suojata mahdollisimman lähellä sen lähdettä. Suurvirtaiset kaapelit tulisi pitää lyhyinä ja suorina, ja ne tulisi erottaa matalajännitteisistä valvonta- ja tietoliikennekaapeleista, mikäli se on käytännössä mahdollista.
Aseta akku paikalleen ensin
Akku on yleensä laitteen suurin ja painavin osa. Tarkista muutkin tiedot kuin ampeeritunnit:
| Akku | Miksi sillä on merkitystä |
|---|
| BMS:n jatkuva ja huippuvirta | Järjestelmän on kestettävä yhdistettyjä kuormia ja realistisia kuormituspiikkejä |
| Suositeltu ja suurin latausvirta | DC-DC-muuntajien ja aurinkolaturien valinnan rajoitukset |
| Latausjännitealue | Täytyy vastata laturin todellisia asetuksia |
| Terminaalin tyyppi ja suunta | Säätää sulakkeiden sijoittelua ja kaapelien reititystä |
| Lämpötilarajat | Vaikuttaa kylmäkäynnistykseen ja kuuman katoksen toimintaan |
| Asennusrajoitukset | Estää tuottamattomien asennusohjeiden käytön |
| IP-luokitus | Koskee testattua koteloa, ei koko piirilevyä |
| Sarja- ja rinnakkaiskytkennän rajoitukset | Se on mainittava erikseen, eikä sitä saa olettaa |
Älä aseta latureita, inverttereitä tai kuumailmapuhaltimia suoraan akkua vasten, elleivät laitteiden toimittajat ole hyväksyneet tällaista lämpösuunnittelua.
Pääsulake tai virrankatkaisin
Pääsuojalaite suojaa ensisijaisesti positiivista johtoa oikosulun sattuessa. Sitä ei tule valita pelkästään akun kapasiteetin perusteella.
Arvostelu:
- kaapelin virrankantokyky lämpötilan ja niputtamisesta johtuvan tehonalennuksen jälkeen;
- normaali- ja huippukuormitusvirta;
- akun vikavirrankestävyys;
- BMS:n rajoitukset ja toiminta;
- kaapelin pituus ja reitin altistuminen;
- alavirran haaran suojaus;
- laitevalmistajien vaatimukset.
Katkaisijaa ei voi automaattisesti käyttää sulakkeen sijasta. Käytä laitetta, joka on nimenomaisesti mitoitettu järjestelmän tasajännitteelle ja vikatilanteiden kuormitukselle. Varmista laitteen tasavirran katkaisuvalmius, liittimien nimellisarvot, sopivuus käyttöympäristöön sekä se, onko laite hyväksytty toistuvaan kytkentään. Laite, joka kestää normaalivirran mutta ei pysty katkaisemaan mahdollista vikavirtaa turvallisesti, ei tarjoa riittävää suojaa.
Suojalaitteen tulee olla näkyvissä ja vaihdettavissa. Sen piilottaminen kiinteiden laatikoiden tai laitteiden taakse kannustaa vaaralliseen ohittamiseen huoltotöiden aikana.
Akun eristyskohta
Eristin helpottaa huoltoa, varastointia, kuljetusta ja vianetsintää. Sen tulisi olla:
- mitoitettu tasajännitteelle ja odotetulle virralle;
- sijoitettu suunnitellulle päävirran kulkureitille;
- johon pääsee ilman, että kaapelireittiä tarvitsee pidentää tarpeettomasti;
- suojattu tahattomalta käytöltä tarvittaessa;
- merkitty johdotuskaavion mukaisesti.
Eristys ei korvaa ylivirtasuojausta, eikä kytkintä saa avata, jos kuormitus ylittää sen kytkentäarvon.
DC-DC-laturi ja aurinkosähköliitäntä
Pelkkä litium-asetus ei riitä todistamaan yhteensopivuutta. Varmista todellinen latausjännite, latausvirta, käyttäytyminen alhaisissa lämpötiloissa, laturin yhteensopivuus, tulojännitealue, sytytyslogiikka, aurinkopaneelien rajoitukset sekä se, voivatko laturi- ja aurinkopaneelitulot toimia yhdessä.
Asenna laturi seuraavaan paikkaan:
- kaapelireitti on käytännöllinen;
- valmistajan edellyttämät jäähdytysvälit säilyvät;
- varastoidut laitteet eivät saa tukkia tuuletusaukkoja tai jäähdytyselementtejä;
- tilailmaisimet ja liittimet voidaan tarkastaa;
- Vaihto ei vaadi akun tai sulakekotelon irrottamista.
Valitse laturin virta akun sallitun latausvirran, laturin varakapasiteetin, ajoajan, samanaikaisten kuormien, kaapelireitin ja lämpörajoitusten perusteella. Suurin laturi ei välttämättä ole automaattisesti nopein ja luotettavin ratkaisu.
Shunt- ja negatiivisen puolen kytkentäkaavio
Shunt mittaa virtaa vain silloin, kun virta kulkee sen läpi. Tavallinen kytkentä on seuraava:
Akun miinusnapa → shuntin akkupuoli
→ shuntin järjestelmäpuoli → miinusvirtakisko
→ kaikki mitattavat laturit ja kuormat
Älä kytke laturia, invertteriä, jääkaappia tai lisälaitetta suoraan akun miinusnapaan, jos se on tarkoitus sisällyttää valvontalaitteen laskelmiin. Merkitse molemmat shuntin puolet selvästi.
Akun miinusnavan, miinusväylän ja ajoneuvon alustan välinen kytkentä on määriteltävä kytkentäkaaviossa. Laitteiston tai ajoneuvon rakenteen vuoksi alustan maadoitus voi olla tarpeen, mutta alustan paluujohtojen ja suoraan akun miinusnapaan johtavien paluujohtojen hallitsematon sekoittuminen voi aiheuttaa epätarkkoja mittaustuloksia ja vaikeuttaa vianetsintää. Käytä koko ajoneuvokannassa johdonmukaisesti hyväksyttyä maadoitusmenetelmää.
Kiskojohdot, sulakekotelo ja kytkinpaneeli
Kytkentäkiskot estävät kaapeliliittimien liiallisen kasautumisen akkunapoihin ja muodostavat selkeät liitoskohdat. Valitse ne odotetun virran mukaan ja suojaa jännitteelliset positiiviset pinnat tahattomalta kosketukselta.
Sähkötaulun tulisi:
- pysyvät käytettävissä, vaikka katos olisi kuormattu;
- on kestävä piirikaavio;
- käytä kunkin haaroitusjohdon ja kuormituksen mukaisia sulakemitoituksia;
- erottaa tarvittaessa suurvirtaiset piirit, kuten invertterit tai kompressorit;
- jättää hallittua varakapasiteettia tuleville, hyväksytyille lisälaitteille.
Kytkinpaneeli ohjaa kuormia; se ei välttämättä kuljeta koko kuormavirtaa. Suurvirtaiset laitteet saattavat vaatia releen, kontaktorin tai erillisen ohjaimen käyttöä. Varmista, että kytkimen, releen, liittimen, kaapelin ja sulakkeen nimellisarvot sopivat yhteen samassa piirissä.
Suositellut hallituksen toimialueet
Käytännöllisessä piirilevyssä erotetaan yleensä:
- Akku ja pääsuojausalue — akun navat, pääsulake, eristyskytkin.
- Suurvirtaisen latauksen alue — DC-DC-laturi ja tärkeimmät kaapelireitit.
- Seuranta ja negatiivinen vyöhyke — haaroitus ja negatiivinen virtakisko.
- Jakelualue — positiivinen virtakisko, haarakytkentäkotelo, releet.
- Käyttäjän hallinta-alue — kytkimet, näytöt, pistorasiat ja tarrat.
- Viestintäalue — CAN-, RS485- ja Bluetooth-antennien asennustila tai monitorikaapelit, jos niitä käytetään.
Alueiden ei tarvitse olla fyysisesti kaukana toisistaan. Niiden on oltava visuaalisesti ja sähköisesti selkeästi erotettuja, ja niissä on oltava valvottuja risteyskohtia sekä toimintakuntoisia kaapelikaarteita.
Käytännön suunnittelun tarkistuslista
Ennen levyn poraamista varmista seuraavat seikat:
- akun mitat todellisen näytteen perusteella;
- kaapeliliittimen suunta ja taivutussäde;
- pääsulakkeen tarkastus- ja vaihtoreitti;
- Suojalaitteiden nimellisvirrat ja katkaisukyky;
- laturin ja invertterin jäähdytystila;
- akun puoli ja järjestelmän puoli;
- määritelty runko-liitos- tai negatiivisen paluun menetelmä;
- terävän metallin läpi ei saa kulkea suojaamatonta positiivista johtoa;
- läpivientirenkaat, kulumissuoja ja vetosuojaus;
- akun, virtakiskon ja sulakeliitosten vääntömomenttiarvot;
- etikettien näkyvyys laatikoiden ja tavaratilan asennuksen jälkeen;
- tilaa kunkin palvelukomponentin irrottamiseksi;
- lopullinen kytkentäkaavio ja sulakeluettelo, jotka vastaavat toteutunutta piirilevyä.
Näytteiden validointi OEM- ja ajoneuvokantaprojekteissa
Näyte tulisi testata kokonaisuudessaan, ei pelkästään akuna.
Mekaniikan katsaus
Tarkista asennuksen sopivuus, kiinnikkeen jäykkyys, liittimien välys, kaapeleiden taivutukset, sulakkeiden saavutettavuus, laatikon liikkuminen, tavaroiden aiheuttaman iskun riski, laitteen irrottaminen huoltoa varten sekä etiketin näkyvyys.
Sähköalan katsaus
Testaa varsinainen DC-DC-laturi, aurinkosähköliitäntä, tavalliset kuormat, mahdollinen invertteri, jännitehäviö, samanaikainen lataus ja kuormituskäyttö, herääminen alhaisesta latausasteesta (SOC) sekä BMS:n palautuminen suojatoimintojen jälkeen.
Lämpötekninen katsaus
Käytä laturia ja suurvirtaisia kuormia tyypillisissä olosuhteissa, joissa ajoneuvon katto on suljettu. Kirjaa komponenttien lämpötilat sekä mahdolliset laturin tai invertterin tehonrajoitukset. Lyhyt testaus ulkoilmassa ei riitä todentamaan ajoneuvon sisätilan kuumuutta.
Tuotantokatsaus
Kirjaa hyväksytty akkumalli, BMS-asetukset, liittimien suunta, piirilevyn piirros, kaapelispesifikaatio, sulakeluettelo, tarrat, kiristysmomenttivaatimukset, tarvittaessa laiteohjelmisto sekä tarkastusvalokuvat. Kaikki myöhemmät muutokset on hyväksytettävä kirjallisesti.
Tarjousta varten tarvittavat tiedot
Lähetä toimittajalle tai asentajalle:
- katos- ja laudapiirustukset;
- akun suurin sallittu tilantarve ja irrotusreitti;
- akun jännite ja päivittäinen energiatavoite;
- jatkuvat ja huippukuormitukset;
- invertterin nimellisteho ja huipputeho;
- DC-DC-laturien ja aurinkosäätimien mallit;
- aurinkopaneelijärjestelmän jännite- ja virta-arvorajat;
- kaapelien pituudet ja suunniteltu reitti;
- käyttölämpötila ja altistumisolosuhteet;
- maadoitusmenetelmä, jos se on jo määritelty;
- sähkökaapin ja kytkinpaneelin kaavio;
- seuranta- ja viestintävaatimukset;
- omamerkkituotteet, dokumentointi- ja määrävaatimukset;
- esimerkkejä hyväksytty/hylätty-kriteereistä.
Nämä tiedot estävät sen, että teknisesti kunnossa oleva akku menisi rikki liittimien asennon, vääränlaisen laturin, saavuttamattomien suojatoimintojen tai sopimattoman piirilevyn asettelun vuoksi.
Milloin Slimline-asettelu ei sovi
Suunnittelua on syytä tarkistaa uudelleen, kun:
- pyydetty invertteri ylittää akun tai BMS:n kapasiteetin;
- päävirtajohdinta ei voida suojata asianmukaisesti;
- akkua ei voida kiinnittää tai irrottaa turvallisesti;
- kaapelireitti on pitkä, altis vaurioille tai vaikea suojata;
- laturin ja invertterin tuottamaa lämpöä ei voida hallita;
- tavaratila altistuu painepesulle tai rahdin aiheuttamille iskuille ilman asianmukaista suojausta;
- Yhden yleiskäyttöisen piirilevyn odotetaan sopivan eri ajoneuvoihin ilman, että tilaa, laturin toimintaa, maadoitusta ja huoltokäytettävyyttä on tarkistettu.
Ohut pakkaus ratkaisee syvyyteen liittyvän ongelman. Se ei poista sähköisiä, mekaanisia, lämpöteknisiä tai vaatimustenmukaisuusrajoitteita.
Päätelmä
Luotettavan 12 V:n katosohjauskortin suunnittelu alkaa virran kulun kokonaiskuvasta, ei näkyvästä komponenttijärjestelystä. Aseta akku paikalleen ensin, suojaa virtalähteen johdot asianmukaisesti, käytä tasavirralle mitoitettua suojalaitetta, jolla on riittävä katkaisukyky, ohjaa kaikki mitattu virta shuntin kautta, määritä miinus- ja koteloliitännät sekä varmista, että kaikki huoltokohteet ovat helposti saavutettavissa.
OEM- ja ajoneuvokantaprojekteissa hyväksytty piirilevy on kirjattava hallittuun kokoonpanoon, johon sisältyy kytkentäkaavio, sulakeluettelo, tarrat, kiristysmomenttivaatimukset sekä käyttöönottopöytäkirja.Ota yhteyttä osoitteeseen räätälöi ohut litiumakku.
FAQ
Mihin shuntti tulisi asentaa?
Asenna se päämiinusreittiin. Akun miinusnapa liitetään akkupuolelle; miinusvirtakisko sekä kaikki mitattavat laturit ja kuormat liitetään järjestelmäpuolen kautta.
Kuinka lähellä akkua pääsulakkeen tulisi olla?
Akkuun kytketty positiivinen johdin tulisi yleensä suojata mahdollisimman lähellä virtalähdettä, kunhan se on hyväksytyn suunnittelun ja sovellettavien asennusvaatimusten mukaista. Valitse laite kaapelinsuojaus-, virta-, tasajännite- ja vikakatkaisutarpeiden perusteella – älä pelkästään akun Ah-arvon perusteella.
Voiko katkaisija korvata pääsulakkeen?
Vain silloin, kun laite on nimenomaisesti tarkoitettu tasavirtakäyttöön, sillä on riittävä katkaisukyky, se sopii johtimeen ja kuormitukseen ja se on asennettu ohjeiden mukaisesti. Samanlainen nimellisvirta ei tee kahdesta laitteesta keskenään vastaavia.
Pitäisikö DC-DC-laturi asentaa akun viereen?
Läheisyys voi lyhentää kaapelin pituutta, mutta jäähdytystila, vesisuojaus, liittimien saavutettavuus, tilan näkyvyys ja vaihtotila ovat yhtä tärkeitä.
Voiko invertterin kytkeä suoraan akkuun?
Invertteri vaatii erillisen, suojatun suurvirtapiirin, joka on sovitettu akkuun, BMS-järjestelmään, kaapeliin, liittimeen, shunt-järjestelyyn ja invertterin hetkelliseen virrankulutukseen. Älä liitä sitä järjestelmään tarkistamattomana lisävarusteena.
Voidaanko yhtä piirilevymallia käyttää useissa ajoneuvoissa?
Yhteinen alusta on mahdollinen, mutta jokaisen ajoneuvon osalta on silti varmistettava asennus, kaapelireititys, laturin toiminta, maadoitus, ilmanvaihto, hyötykuorma ja huoltokäyttö.