Kontaktorstyrning

Lithiumbatteriet består av ett bakre och ett främre batteripaket. Varje batteripaket har en kontaktor ansluten till plus- och en till minuspolen.

Alltså totalt fyra feta kontaktorer i bilen, två i varje pack. De två kontaktorerna som kopplar ihop främre och bakre batteripaket måste slutas först, och detta sker när tändningen slås på. En liten kontaktorstyrningsbox har tillverkats för att fördröja nästa steg, tillslaget av de två huvudkontaktorerna. Fördröjningen är ca. 1 sekund, från att främre och bakre batteripaket kopplats ihop.

Huvudkontaktorernas till- och frånslag styrs och matas från BMS:et. Tillslaget är värt några extra ord. Eftersom HV-komponenterna innehåller kapacitanser, (särskilt elmotorinvertern som skall switcha den största effekten) så behöver HV-systemet "förladdas". Denna pre-charge sker genom att stänga den negativa kontaktorn och koppla in en pre-charge krets parallellt med den än så länge öppna positiva kontaktorn. Pre-charge-kretsen begränsar inrusningsströmmen tills dess att nästan hela batteripaketets spänning uppnåtts på HV-bussen. Efter detta sluts den positiva kontaktorn och pre-charge-kretsen kopplas bort.

Utan pre-charge riskerar man annars att den kraftiga inrusningsströmmen till kapacitanserna skadar kraftelektroniken i HV-komponenterna.

Pre-charge-kretsar kan bestå av en liten kontaktor i serie med ett effektmotstånd eller en PWM-kontrollerad FET som i mitt BMS.

När tändningen slås av sker det omvända med samma kontaktorstyrningsbox, dvs. huvudkontaktorerna öppnas och ca. 1 sekund senare kopplas främre och bakre batteripaket isär.

Här är kretsschemat för kontaktorstyrningsboxen:
Värt att nämna är onlineprogrammet som jag använt för att rita elschemat. Efter att ha tröttnat på MS Paint för att illustrera elektriska ritningar så har jag äntligen hittat det...
Circuitlab, ett helt underbart verktyg. Superenkelt och har även stöd för simulering.

Avslutningsvis, vill jag även nämna att med en mer sofistikerad kontaktorstyrningssekvens kan även svetsade kontaktorer detekteras:


Bilden kommer från liionbms.com

Bilden kommer (delvis) från Prius_PHEV_TechInfo och visar Toyota Prius HV-batteri

Kommentarer