Anslutning av Elmotor-Invertern

35mm2 kablarna till elmotorn har nu ansluts på drivkortet inuti elmotorinvetern. Vassa plåtkanter runt kablarna har försetts med extra kabelskydd. De tre motorkablarnas ringskor bultas med M6 skruvar rakt ner i IGBT:erna som sitter dolda under kretskortet. IGBT:erna (Insulated-gate bipolar transistor) sitter i sin tur skruvade i elmotorinveterns vattenkylda aluminiumchassie. Notera att för två an elmotors faser mäts strömmen med strömsensorer av Hallelementtyp.

Förutom de tre feta anslutningarna (en gemensam kollektor-anslutning samt en anslutning till respektive emitter), så finns det klena stift för respektive transistors bas.

HV Plus och Minus anslutna.

HV- och signalkablage

Denna 28-stifts runda kontakt ska användas för att koppla ihop det bakre och främre batteriet.

Den undre kontakten är en Anderson-kontakt som används som MSD.


Baksidan på lådan av kraftanslutningen en HV800-kontakt:

Kraftkabel till MSD:n:

Kraftkabel från HV800-kontakten till kotaktor och batterimodul. Här sysns även kabeln som används som vattensensor:

Ytterligare 11 HV-kablar har tillverkats. Förhoppningsvis var det de sista och ingen mer pressning kabelskor. Alla HV-kablar är av 35mm2 kabel.

Alla kabeländarna har täckts med limbelagd krympslang för extra isolering.

Total kabellängd på HV-kablaget är 10 meter, uppdelat på:

• Bakre pack till fördelningsbox: 2 x 3,0 meter.
• Främre pack till fördelningsbox: 2 x 1,4 meter.
• Fördelningsbox till Kraftelektronik: 2 x 0,6 meter.

LV-kabelnätet mellan bakre och främre batteripaket: 3,3 meter.

Vattensensor i batteriet

Den nedre delen av det bakre batteriet är helt inneslutet i plåt, och det finns ingen möjlighet att se om oönskat vatten trängt in. Därför har en vattenavkänningskabel installeras.

Med elektriskt ledande polymerteknologi och fluorpolymerkonstruktion är denna kabel mekaniskt stark och kemiskt resistent. Kabeln är konstruerad med två avkänningledningar, en larmsignaltråd och en kontinuitetstråd inbäddad i en fluorpolymerbärare.

Kabeln kan detektera ledande vätskor längs hela dess längd. De flesta syror och basiska vätskor och även avjoniserat vatten kan detekteras. I hudkojans batteri är jag inte är intresserad av den exakta positionen av vatten längs kabeln, bara att upptäcka förekomsten av vatten eller inte.

Batteri till elbil

Nu när fördelningsboxen är klar kan det vara lämpligt att visa hur Lithiumbatterierna skall kopplas ihop. Nedan är en översiktsbild som åskådliggör hur denna klassiska MINI skall få batterikraft.
Bilden visar alla ingående batterikomponenter såsom: kontaktorer, säkringar, kontakter, batterimoduler och kablar.

Elektrisk kraftfördeling

Det främre och bakre batteripacket måste kopplas ihop någon stans på ett säkert sätt. Ett fördelningsblock med tre terminaler behövs, eller hur?

Jag har nu fixat till en plastlåda för detta. Från denna box går sedan kablaget vidare till elmotorinvertern och de andra HV-komponenterna.

En bit aluminium L-profil utgör jordskena för alla skärmar i HV-kablegen. Skärmarnas alla ringskor dras fast i de två stora M8 hålen. Sen går det även en bult genom plastlådan för att ansluta jord från utsidan.

Lådan kommer att placeras strax ovanför kardantunneln framför växelväljaren.

 När allt väl är anslutet stängs fördelningslådan med ett transparent plastlock.

Kablaget mellamn elmotorinvertern och elmotorn blir på 35mm2 för varje 3-faslindning. 

Jag hittade denna superböjliga kabel hos ETP Kraftelektronik AB i Partille.

90V i det främre batteripacket

Om än ett litet steg framåt, så har (förhoppningsvis) den slutliga monteringen av det främre batteripacket startat. Lådan är bultad i framramen och i torpedväggen med fyra st rostfria M8.
De tre modulerna har seriekopplats och kraftanslutningarna från den yttre HV800-kontakten till de två kontaktorerna är på plats. Plus-och minusanslutingarna från 90V paketet är isolerade, för de blir det sista jag ansluter innan plastkåpan monteras.
En skön 35mm2 NEXANS-kabel över modulerna förgyller batteripacket.

Chassimunnerplåten är monterad på ramen.

12V-batteriet står nu på en ram och detta har monterats i bakre högra passagerarutrymmet. Ett litet täcklock behöver tillverkas. Tack Lars för ditt slit med monteringen av batteriet och kablarna.

Förslag på instrumentering till hundkojan

Jag klurar och testar lite med hur huvudinstrumentet i hundkojan skall se ut. Det ovala ägget till originalinstrument kommer ju att ersättas med en LCD-skärm. Skärmen kommer att synas genom ett ovalt hål i instrumentbrädan med samma storlek som originalinstrumentet.

På så sätt kan man enkelt växla mellan olika vyer i instrumentet som Classic MINI originalinstrumentering, modernare instrumentering, futuristisk instrumentering, CAN-data eller andra signaler som fångas upp från PC:n som driver LCD:n.

Här är två varianter som jag filat lite på:

Klassisk instrumentering

Modern instrumentering

Isolationsmätning

För att bilens HV-system skall vara säkert så har BMS:et en inbyggd isolationsmätare. Det betyder att BMS:et mäter isolationsresistansen mellan batteriets PLUS och bilens chassi samt mellan batteriets MINUS och bilens chassi.

Först sker mätning när tändingen slås på och systemet vaknar, dvs. då kontaktorerna fortfarande är öppna. På så sett kan BMS:et bedöma om isolationsfel finns inuti batteriet. Om isolationsvärdena är ok så sluts kontaktorerna. Därefter fortsätter isolationsmätningen kontinuerligt på samma sätt, alternerande mellan HV-plus/Chassi och HV-minus/Chassi för att mäta hela bilens HV-system (batteripack, elmotorinverter, batteriladdare, DCDC-omvandlare och PTC-värmare för cupen).

Skruven i mitten av kretskortet är mätreferensen för chassits potential som BMS:et använder till isolationsmätningen (tillsammans med batteriets HV-plus och minus). Denna är ansluten till BMS-lådans gavel och vidare till främre batterilådans plasthölje som är skruvat i bilens chassi.

Terminal för elmotorlindningar

Japp, efter lite bök är kopplingsplinten för elmotorlindningarna på plats. Här kopplas alltså elmotorn mot invertern.
Bilden är tagen från cupén mot torpedväggen.

Ett täcklock på utsidan och ett på insidan skall självklart tillverkas också.

Kontaktorer

Kontaktorerna som använda i elbilsbygget är samtliga fyra från Tyco.

Modellen heter EV200 och är en vanligt förekommande kontaktor i Elbilsbatterier.

Denna kontaktor finns förstås i flera olika utföranden.

Economizern, den lilla lådan som sitter på sidan av kontaktorn är en elektrisk styrning för kontaktorns spole. Den har till uppgift att snabbt sluta kontaktorn (med hög ström till spolen) för att sen hålla kontaktorn sluten med så låg effektförbrukning som möjligt (genom att sänka strömmen efter att kontaktorn väl slutits).

Jag använder EV200AHANA(kontaktorer med inbyggd Eccomizer och en extra switch) för att koppla ihop främre och bakre batteripack.

Den extra inbyggda switchen används för att mäta att båda dessa kontaktorer är slutna innan BMS:et får signal att förladda (pre-charge) och sluta de sista två kontaktorerna.

Dessa (MAIN NEGATIVE och MAIN POSITIVE) som styrs direkt av BMS:et är två st EV200AAANA (kontaktorer med Economizer)

Mer information om TYCO KILOVAC EV200 finns på Tyco’s hemsida : http://relays.te.com/datasheets/ev200.pdf

Kontaktorn är specad för spänning upp till 900VDC och klarar 500A kontinuerligt.

Spolen (eller mer korrekt, Economizern) drivs med 9-36VDC.

Här är en genonskärningsbild av kontaktorn som visar de ingående delkomponenterna.

Vissa mer sofistikerade BMS har ”economizers” inkluderade i BMS:et och används då istället med den lite billigare varianten utan Economizer (EV200A_ANA). Fördelen är att spolens två anslutningar kan övervakas i feldetekteringssyfte på ett betydligt robustare sätt.

Här är en översikt på tre av varianterna där man lätt kan se skillnaderna mellan kontaktorernas utseende:

EV200A_ANA -kontaktor utan Economizer

EV200AAANA -kontaktor med inbyggd Economizer

EV200AHANA -kontaktor med inbyggd Economizer och en extra switch

CAN DISPLAY del 3

En kväll framför datorn. CAN displayen ansluten till Kvaser interfacet.

Batterisymbolen är indelad i 20% steg.

Skall väl försöka att cadda ett shield till PIC32-kortet som jag kan montera displayen, CAN-tranceivrarna, 5V-stabbe och en FET för att driva LED-bakgrundsbelysningen med så att denna kan PWM:as för olika ljusstyrka.


Så här ser displayen ut när jag simulerar batteridata på CAN.

Kabelförskruvningar

Ett litet framsteg på batteripacken.
150A säkringar monterade i fram- och baklådan.

De två dragavlastarna i långsidan, eller som det egentligen heter, kabelförskruvningarna i den övre bakre batterilådan är för kabeln till MSD:n och till HV800 kontakten. Dessa kablar göms tillsammans med elkylfläktarna i det triangelformade hålutrymmet. Här kommer jag att använda Nexans extra böjliga 35mm2 kabel för att klara av den skarpa böjen på baksidan förskruvningarna.

Jag gissar dessutom att det blir ytterligare ett antal kabelförskruvningar, främst på alla ställen där HV-kablar skall igenom karossen.

I övrigt har jag fått byta de 16-poliga cirkulära kontaktdonen för kablaget mellan fram- och bakbatteri. När jag väl började räkna så visade det sig vara ett behov av 28-pinnar. Hur skulle ett batteripack se ut om jag glömde anslutningar för RGB-LED-ljus.

Vad hände mer denna underbara garagekväll, jo, Patrik på PTP kom förbi och satte fast alla stålblindmuttrarna i bakramen som skall hålla bakpacket på plats. Tack för din insats!

Klämma kabel

Elmotors kablar har försetts med kabelskor.

Lite krympslang på från ELFA eller DISTRELEC eller vad de nu vill heta. Krymplslangen är av den tjockväggiga typen och med smältlim inuti.
Den 3-poliga skruvplinen hamnar i ett utrymme på insidan av torpedväggen. Detta utrymme är egentligen till för länkaget från pedalstället på de MINI-modeller som är högerstyrda. Perfekt som kopplingsbox för elmotorns anslutningar.

Här är den balken på torpedväggen där dragavlastaren skall sitta.

Sådär blev det.

Lite udda lösning kanske, att ha motorkabeln gående genom batterilådan. Men det blev enklare än att försöka vrida elmotorn.

 '

Här är utrymmet mellan batterilåda och torpedvägg.

Främre batteripack på plats, IGEN. Vet inte ens hur många gånger jag monterat i och ur detta pack.

Slutligen några kablar tillverkade. Dessa skall sitta i batteriet och förbinda HV-kontakt, kontaktorer, strömshunt, säkring och batterimoduler med varandra.