Voivatko natrium-ioniakut hoitaa golfkärryjen regeneratiivista jarrutusta? Natrium-ioniakut pystyy käsittelemään golfauton regeneratiivista jarrutusta vain, jos valmis akusto pystyy turvallisesti ottamaan vastaan käänteistä latausvirtaa hidastuksen tai alamäkeen ajon aikana.
Jos akkujärjestelmän hallintajärjestelmä (BMS), ohjain, jännitealue, akun varaustila (SOC), lämpötilarajat ja palautuslogiikka eivät ole keskenään yhteensopivia, ajokärry voi menettää regeneratiivisen jarrutuksen, laukaista suojatoiminnon, näyttää ylijännitevikoja tai jarruttaa arvaamattomasti.
Keskeinen kysymys on, pystyykö akustokokoelma ottamaan vastaan todellista regeneratiivista virtaa ilman, että BMS:n suojatoiminnot laukeavat.
Kamada Power 12v 100Ah natriumioniakku
Regeneratiivinen jarrutus on latausprosessi, ei pelkästään jarrutus
Golfautossa regeneratiivinen jarrutus hidastaa ajoneuvoa muuntamalla osan sen liike-energiasta takaisin sähköenergiaksi. Akuston kannalta regeneratiivinen jarrutus on lyhyt latausvaihe, joka voi tapahtua äkillisesti, toistuvasti ja toisinaan suurella virralla.
Natrium-ioniakku voi purkautua hyvin kiihdytyksen aikana, mutta silti kokea vaikeuksia regeneratiivisessa jarrutuksessa, jos sen latausvirran raja-arvo, yläjänniteraja, BMS-suojausasetus tai ohjaimen takaisinkytkentä eivät ole varautuneet käänteiseen virtaan. Akku ei ainoastaan syötä virtaa ajoneuvoon, vaan sen on myös otettava energiaa talteen, kun kuljettaja hidastaa vauhtia, ajaa alamäkeä tai vapauttaa kaasupolkimen.
Golfauton akku, joka on ”tarpeeksi tehokas ajamiseen”, ei ole automaattisesti ”valmis ottamaan vastaan regeneratiivista latausta”.
Korkea SOC on ensimmäinen raja
Vaikein regenerointitilanne syntyy usein silloin, kun akku on lähes täynnä.
Akulla, jonka varaustaso (SOC) on alhainen tai kohtalainen, on enemmän varaa ottaa vastaan palautuvaa energiaa. Lähes täyteen ladatulla akulla on vähemmän varaa. Jos regeneratiivinen virta nostaa akun jännitteen ylärajaan, BMS voi vähentää latauslupaa tai estää lataamisen kennojen suojaamiseksi.
Natriumioniakkujen osalta tämä raja-arvo on määritettävä akkukokonaisuuden tasolla. Akunhallintajärjestelmän (BMS) on tiedettävä, kuinka suuri latausvirta on sallittu korkealla varausasteella (SOC), kuinka lähellä akku on yläjänniterajaansa ja mikä reagointitapa on turvallisempi kuin äkillinen irrottaminen.
Turvallisin ratkaisu on hallittu regeneroinnin hyväksyminen, ei ”kaiken regeneroinnin salliminen”.
BMS:n on hallittava vastavirta aiheuttamatta ajovirhettä
BMS suojaa akkua ylijännitteeltä, ylivirralta, äärilämpötiloilta ja kennojen epätasapainolta. Regeneratiivisen jarrutuksen aikana nämä suojaukset ovat käytössä latauspuolella.
Jos akkujärjestelmän hallintajärjestelmä (BMS) havaitsee liian suuren regeneratiivisen virran tai liian korkean kennojännitteen, se voi estää lataamisen. Tämä voi suojata akkua, mutta se voi myös aiheuttaa sekaannusta ajoneuvon ohjausyksikössä, jos ohjausyksikkö odotti akun ottavan vastaan palautuvaa energiaa. Seurauksena voi olla tuntua jyrkältä jarrutukselta, regeneratiivisen jarrutuksen äkilliseltä katkeamiselta, ohjausyksikön viasta tai ajoneuvon odottamattomasta käyttäytymisestä.
Regeneratiivista latausta tukevan natriumioniakun ei tulisi käyttää hätäsuojausta tavallisena hallintamenetelmänä. Siinä tulisi olla BMS-latausreitti, jänniterajat, virranrajoitukset sekä ohjainten välinen vuorovaikutus, jotka pystyvät käsittelemään odotettavissa olevat regeneratiivisen latauksen tilanteet.
Ohjaimen yhteensopivuus ratkaisee, tuntuuko regenerointi luonnolliselta
Moottorin ohjain päättää, kuinka paljon regeneratiivista jarrutusta käytetään, milloin se tapahtuu ja kuinka voimakkaasti energia syötetään takaisin. Akku päättää, kuinka suuren osan tästä energiasta se voi ottaa vastaan.
Ohjain, joka on alun perin määritetty lyijyakun käyttäytymisen mukaan, ei välttämättä sovi natriumioniakun jännitealueeseen. Myöskään litiumakkuun sovitettua ohjainta ei kannata jättää tarkistamatta, sillä BMS-järjestelmän rajoitukset, yläjänniteraja ja latauskäyttäytyminen riippuvat akusta.
Ohjain, joka ei pysty vähentämään regeneratiivista jarrutusta akun ollessa täynnä, voi aiheuttaa akun siirtymisen suojatilaan. BMS, joka yksinkertaisesti katkaisee virran ilman ohjaimen kanssa tapahtuvaa koordinointia, voi aiheuttaa ajovian.
OEM-valmistajien ja jakelijoiden kannalta ohjainten yhteensopivuus tulisi määritellä niiden toimintatavan perusteella, ei pelkästään jännitealustan perusteella. Saman jännitteen akustokin voi reagoida eri tavalla, kun vaunu jarruttaa alamäessä.
Regenin tulisi olla säädettävissä, ei sokeasti kiinteä
Voimakas regenerointiasetus ei ole aina parempi vaihtoehto.
Natrium-ioni-akustossa, jota käytetään golfautossa, regeneratiivisen virran tulisi olla säädettävissä tai rajoitettavissa akun nimellislatausvirran, varausasteen (SOC), yläjännitealueen ja sallitun lämpötilan mukaan. Korkealla varausasteella käytettäessä regeneratiivista latausta saattaa olla tarpeen vähentää. Kylmissä olosuhteissa regeneratiivista latausta saattaa olla tarpeen vähentää tai poistaa käytöstä, kunnes akku on hyväksytyn latausalueen sisällä.
Älykkäämmissä järjestelmissä BMS-tiedonsiirron avulla ohjain voi vähentää regeneratiivista jarrutusta, kun akun latauskapasiteetti on rajallinen. Yksinkertaisemmissa järjestelmissä, joissa tiedonsiirtoa ei ole, ohjaimen asetusten on oltava riittävän varovaisia, jotta vältetään toistuvat BMS-puuttumiset.
Tavoitteena on ennustettava jarrutus ja hallittu energian talteenotto, ei jatkuva maksimaalinen regenerointi.
Kylmä sää muuttaa Regen-lupaa
Regeneratiivinen jarrutus lataa akkua. Siksi kylmäkelin latausohjeet ovat tärkeitä.
Natriumioniakku voi purkautua kylmissä olosuhteissa, mutta se ei tarkoita automaattisesti, että se pystyy ottamaan vastaan latausvirtaa kylmänä. Jos golfautoa käytetään kylmällä alueella, se on varastoituna ulkona tai sillä ajetaan aikaisin aamulla, regenerointivirta saattaa saapua ennen kuin kennot ovat hyväksytyn latauslämpötila-alueen sisällä.
Vaunussa tarvitaan edelleen ennustettavaa jarrutuskäyttäytymistä, mutta akku saattaa joutua rajoittamaan tai estämään latausvirtaa. Jos ohjainta ja akkujärjestelmän hallintajärjestelmää (BMS) ei ole sovitettu yhteen, järjestelmä saattaa laukaista varoituksia, vähentää regeneratiivista jarrutusta, menettää regeneratiivisen jarrutuksen tai siirtyä odottamattomasti suojatilaan.
Kylmillä alueilla regeneratiivista latausta tulisi pitää osana kylmäolosuhteisiin soveltuvaa latausstrategiaa. Kyky purkautua alhaisissa lämpötiloissa ei takaa turvallista regeneratiivista latausta kylmissä olosuhteissa.
Jännitealue on merkittävämpi kuin akun nimellisarvo
36 V:n, 48 V:n tai 72 V:n golfauton akusto voi sopia auton nimellisjännitteeseen, mutta regeneratiivisen jarrutuksen toiminta riippuu yläjännitealueesta.
Regeneratiivisen jarrutuksen aikana jännite voi nousta nopeasti. Jos natriumioniakun yläjänniteraja on alhaisempi kuin ohjain odottaa, akkujärjestelmän hallintajärjestelmä (BMS) saattaa havaita ylijännitteen aikaisemmin. Jos ohjaimen regeneratiivisen jarrutuksen asetukset ovat liian aggressiiviset, jännitteen nousu voi laukaista suojatoiminnon. Jos akku on lähes täynnä, jopa kohtuullinen regeneratiivinen jarrutus voi viedä järjestelmän lähelle raja-arvoa.
Nimellisjännite on vasta ensimmäinen askel. Todellinen kysymys regeneroinnin suhteen on, sopiiko ohjaimen regenerointijännitteen käyttäytyminen akun latausjännitealueeseen ja BMS:n ylärajaan.
Regen-valmiille akulle tarvitaan pulssikäyttöön suunniteltu latausreitti
Regeneratiivinen virta ei ole aina tasaista. Se voi esiintyä pulssina alamäessä ajettaessa, pysähtely-käynnistysliikkeissä tai toistuvassa hidastuksessa. BMS:n latausreitin, MOSFET-transistorien tai kontaktorien, virtakiskojen, liittimien, liitännöiden ja johdotuksen on kestettävä nämä pulssit suunnitelluissa rajoissa.
Tämä eroaa hitaan laturin syöttövirrasta. Laturi voi syöttää säädeltyä virtaa tuntikausia. Regeneratiivinen jarrutus voi tuottaa lyhyitä, dynaamisia virtoja ajon aikana.
Natrium-ioni-akkuja käyttävissä golfautojen akustoissa regenerointikykyä tulisi pitää määriteltynä latausvirran käyttäytymisenä, ei sivutuotteena. Jos akuston suurin latausvirta on pienempi kuin ohjaimen regenerointivirta, järjestelmää on säädettävä ohjaimen asetusten, BMS-järjestelmän koordinoinnin tai uuden akkusuunnittelun avulla.
Mekaanisen jarrutuksen on pysyttävä turvavarmistuksena
Regeneratiivista jarrutusta ei pidä pitää ainoana jarrutusmenetelmänä.
Vaikka regeneratiivinen jarrutus toimisikin moitteettomasti, ajoneuvon mekaanisen jarrujärjestelmän ja ohjainyksikön turvallisuusstrategian on toimittava myös silloin, kun regeneratiivisen jarrutuksen tehoa on vähennetty, rajoitettu tai se ei ole käytettävissä. Akun korkea varaustaso, kylmä lämpötila, akkujärjestelmän (BMS) suojatoiminnot, ohjainyksikön viat tai akustojen rajoitukset voivat vähentää akkukapasiteettia.
Turvallisen järjestelmän tulisi taata ennustettava jarrutuskyky myös silloin, kun regeneratiivinen jarrutus on rajoitettu. Akun regeneratiivinen tuki parantaa tehokkuutta ja ajotuntumaa, mutta sen ei tulisi korvata ajoneuvon jarrutusturvallisuutta koskevaa suunnittelua.
Tärkeimmät integraatiorajat
Helpoin tapa arvioida regeneroinnin sopivuutta on selvittää, mikä järjestelmän raja saattaa ylittyä.
| Regeneratiivisen jarrutuksen raja-arvo | Mitä se muuttaa pakkauksessa | Epäonnistuminen, jos sitä ei oteta huomioon |
|---|
| Toiminta korkealla latausasteella | Vähemmän jännitevaraa energian talteenottoon | BMS:n ylijännitesuoja tai ohjainvika |
| Regen-latausvirta | Latausreitin on kestettävä lyhyitä vastavirtajaksoja | BMS-katkos, äkillinen jarrutus tai regeneratiivisen jarrutuksen menetys |
| Ohjaimen jännitteen asetus | Regenin on vastattava paketin yläjännitealuetta | Jännitepiikki, varhainen suojaus tai heikentynyt jarrutusteho |
| Kylmäkäyttö | Regen-toiminto muuttuu matalalämpötilaiseksi lataukseksi | Latauskatkokset, varoitustapahtumat tai vaaralliset latausyritykset |
| Viestintä- tai ohjauslogiikka | Ohjainlaitteen on ehkä vähennettävä regenerointia, kun raja-arvot saavutetaan | Akku ja ohjain ovat ristiriidassa keskenään |
| Mekaaninen varajarrutus | Jarrutuksen on pysyttävä turvallisena, vaikka regeneratiivinen jarrutus heikentyy | Heikko jarrutuntuma tai vaarallinen riippuvuus regeneratiivisesta jarrutuksesta |
Regen-validoinnin tarkistuslista
| Regen-validointikohde | Mitä on tarkistettava |
|---|
| Jarrutus korkealla SOC-arvolla | Ei BMS-ylijännitettä tai ohjainvikaa |
| Lasku jarrutus | Jännitteen nousu pysyy akun rajoissa |
| Toistuva hidastuvuus | Latausreitti kestää pulssivirran |
| Kylmä sää | Regen noudattaa matalan lämpötilan lataussääntöjä |
| Ohjaimen asetukset | Regenerointivirtaa voidaan rajoittaa tai pienentää |
| BMS-viestintä | Ohjain voi reagoida latausrajoituksiin, jos niitä käytetään |
| Toipuminen suojauksen jälkeen | Kärryn ja pakkauksen turvallinen uudelleenkäynnistys |
| Mekaaninen varajarrutus | Jarrutus pysyy turvallisena, vaikka regeneratiivinen jarrutus olisi rajoitettu |
Tavalliset natriumioniparistot toimivat vain, kun regenerointitarve on vähäinen
Tavallinen natriumioniakku golfautoon voi toimia regeneratiivisen jarrutuksen yhteydessä, kun regenerointivirta on maltillinen, akulla on riittävästi varakapasiteettia (SOC), ohjainasetukset ovat yhteensopivat, lämpötilaa hallitaan ja akkujärjestelmän hallintajärjestelmä (BMS) on testattu odotetun vastavirta-käyttäytymisen osalta.
Räätälöity malli on turvallisempi, kun ajoneuvossa on voimakas jarrutusenergian talteenotto alamäessä, aggressiiviset ohjainasetukset, toistuva pysähtely ja käynnistys, käyttö korkealla latausasteella, käyttö kylmissä olosuhteissa, ajoneuvokannan käyttö tai ohjain, joka toimii akun palautetun signaalin perusteella. Nämä olosuhteet eivät tee natrium-ioniakusta sopimatonta, vaan ne muuttavat tarvittavaa suunnittelutyötä.
Kyse ei ole siitä, ”pystyykö natriumioniakku käsittelemään regeneratiivista jarrutusta vai ei”. Kyse on siitä, onko valmis akusto suunniteltu ja testattu juuri kyseisen ajoneuvon regeneratiivisen jarrutuksen ominaisuuksia silmällä pitäen.
Tarkista jarrutusmomentti, älä pelkästään ajokuormitusta
Natrium-ioniakkuja käyttävää golfauton akkua ei pidä hyväksyä pelkästään sen perusteella, että se kiihtyy hyvin tai selviää mäestä. Regeneratiivisen jarrutuksen testauksessa tulisi keskittyä tilanteisiin, joissa energiaa palautuu akkuun: alamäkeen jarruttaminen, toistuva hidastaminen, jarruttaminen korkealla varausasteella (SOC), jarruttaminen kylmissä olosuhteissa (jos se on merkityksellistä) sekä palautuminen BMS:n lataussuojatoiminnon laukeamisen jälkeen.
Validoinnin tulisi kattaa itse vaunu, ohjainasetukset, akku, BMS-rajoitukset, kaapelireitti, SOC-alue ja käyttölämpötila.
Juuri tämä tekee regeneratiivisen tuen toiminnasta luotettavaa. Akun on toimittava oikein, kun energia virtaa molempiin suuntiin.
Päätelmä
Natrium-ioniakut pystyy käsittelemään golfautojen regeneratiivista jarrutusta, kun akkujärjestelmän hallinta (BMS), latausvirran reitti, jännitealue, ohjaimen asetukset, akun varaustilan (SOC) liikkumavara, lämpötilarajat, mekaanisen jarrutuksen varajärjestelmä ja palautumiskäyttäytyminen on suunniteltu yhtenä kokonaisuutena.
Ennen kuin hyväksyt akun regeneratiivista jarrutusta käyttävään golfkärryyn, varmista, että alamäkeen jarrutus, regenerointi korkealla latausasteella, ohjaimen reagointi, BMS:n lataussuojaus, käyttäytyminen kylmissä olosuhteissa, palautuminen regeneroinnin jälkeen sekä turvallinen jarrutuskäyttäytyminen regeneroinnin ollessa vähäistä toimivat moitteettomasti. Jos olet kehittämässä natrium-ioni-akkujärjestelmää golfkärryyn, Ota yhteyttä ajoneuvon jännitteen, ohjainmallin, regeneratiivisen jarrutuksen asetusten, akustokokoonpanon ja käyttöolosuhteiden perusteella. Voimme auttaa arvioimaan, ovatko akustokokoonpano ja ohjain valmiita regeneratiiviseen jarrutukseen.