Fastsättning av batterimoduler

Hur får man fast batterimodulerna i batterilådorna?

Det skall ju helst vara lätt att montera och demontera samtidigt som modulerna måste sitta säkert.
Säkert med tanke på vibrationer och G-krafter vid en eventuell krock. Tillräckligt isolerade ytor runt cell- och modulterminaler samt internt HV-kablage.

De undre modulerna i den bakre batterilådan hålls fast av dragstänger som är förankrade med fästöron i plåtlådans botten. I överkant sitter gängade hylsor genom en U-profil som håller modulerna.

Övriga moduler får samma typ av U-profil men ett plåtband istället för gängad stång pga. det snåla utrymmet.

Tyco HV800

Min första ide om att ha kontaktering i den undre bakre batterilådan har strukits med tanke på svårigheten att få lådan tät mot vatten och smuts. En placering inne i bagagerummet känns säkrare.

HV-kontakt för anslutning vidare bort till det bakre batteriet och elmotorinvertern är på plats i det främre batteriet. Alltid något.

Främre- och bakre batteri har också försetts med aluminiumvinklar för att säkra modulernas placering/rörelse i sidled.

Resterande garagetid ägnades åt att fundera ut lämpligaste kraftkabeldragning i batterierna.

Bestyckning av främre batteripack

Äntligen lite garagetid igen. Nu var fokus att svetsa klart bakre undre lådan samt att fundera ut en bra fastsättning av batterimodulerna i lådorna. Metoden blir nog att fixera dessa med någon ram och stålband som pressar dessa mot lådan.

I ett försök att få samtliga batterilådor så täta som möjligt kommer dessa att ha en täningslist i alla skruvförband och PUR-lim (polyuretanlim) till alla svetsskarvar och nitförband.

En snabb provmontering av de tre modulerna i främre batterilådan fick avsluta kvällen.

Nästa gång blir det förhoppningsvis provmontering av drivaxlarna.

SFRO

SFRO (Sveriges Fordonsbyggares Riksorganisation) har nyligen gett ut ett komplement till deras bok för ombyggda fordon för att nu även täcka in el-och hybridfordon.

Jag har försökt att lista viktiga punkter att tänka på och vad som gäller för denna Elhundkoja:

Besiktningspunkter

Energilagret (batteriet)

• Celltyp: LiFePO4. 2700 st cylindriska 26650 celler från A123.
• Elektronisk övervakning: BMS:et övervakar samtliga cellgrupper m.a.p. över- och underspänning, batteriets laddning- och urladdningsstöm och modulernas temperatur. Om någon av dessa monitorer detekterar ett fel öppnas batteripaketens kontaktorer.
• Skydd mot oavsiktlig beröring: alla batteripaket är kapslade och alla HV-kontakter är framtagna för syftet.
• Övervakning av isolationsnivå och kortslutningsskydd: Isolationsresistansen mellan HV+ mot chassi och HV- mot chassi övervaks kontinuerligt av BMS:et. Om resistansen blir för låg öppnas batteripaketens kontaktorer. Gällande kortslutningsskygg så har batteripaketet batteriet designats med 3 nivåer av säkringar: cellgruppsnivå, modulnivå och två huvudsäkringar.
• Tekniska data för kontinuerlig drift: spänning: 360VDC, ström: 150A, energi: 16kWh och C-rate: 3C

Kraftelektroniken

• Passiv urladdning: ner till lågspänning (<60 vdc) snabbare än 5 min. 
• Temperaturövervakning: elmotorn har två temperatursensorer och motorinvertern likaså.
• Kabeldimension: 25 mm2
• Färg på kablage som tillhör elektriskt traktionssystem: oragne
• Förankrat och skyddat kablage: dragavlastare på kablage och kablage skyddat i kardantunneln.

Säkerhetssystem

Servicefrånskiljare

• En HVMSD i varje batteripaket. En i främre och en i det barkre.

Nödstopp

• Ett ”nödstopp”som bryter kretsen till energilagringen sitter på instrumentpanelen.
• I serie med denna nödstopp sitter även en krock-switch som öppnar vid en eventuell kollision.

Provmontering av främre batteripack

Det främre batteripaketet vilar på subframens stötdämpar-torn, eller skall man säga gummikonstorn? Packets baksida förankras med två M8:or eller M10:or mot torpedväggen.

I framkant har jag tillverkat ett fäste som sitter i växellådsfästet.

Bestyckning av bakre övre batterilåda

Bak- och undersida är tillverkade i ett stycke 2mm plåt (Aluzink). 4st datorfläktar kommer att cirkulera luft genom de 4 liggande batterimodulerna i övre lådan, ner till andra 5 modulerna i den under lådan. Lexan-kåpan fästs med ett antal M5-skruvar i blindmuttrar.

Här är två av de fyra 140mm fläktarna monterade i lådan. Även dessa hål stansades ut under tillverkningen. PTP gjorde ett utomordenligt jobb med sin stansmaskin, det blev verkligen millimeterprecision. 

Batterimodulerna kommer att placeras lite till höger för att ge plats åt en luftkanal på vänstersidan samt eventuellt de två "TYCO Kilovac"-kontaktorerna, om dessa inte hamnar i den undre lådan. Vi får se vad som blir lämpligast.

Batterilådor hämtade från PTP

Oj, vilket resultat. Jag visste inte att det gick att få en sådan grym precision på lådorna som beställdes av PTP.

Helt underbara bockningar med små radier både i plåten och i plasten.

Måste säga att jag är imponerad av arbetet som Patrik på Partille Tillverkning & Prototyp AB fick till.

Underdelarna är tillverkade med en stansmaskin (i bakgrunden på bilden) av 2mm AluZink och de transparenta plast-överdelarna i 3mm Makrolon.

Och Benny, stort tack för all hjälp med caddandet.

Svårt att hålla sig hemma nu när lådorna väntar på bestyckning och montering i bilen.

Och här det slutliga resultatet …

Notera, konstnären vet att elbilar har inget avgasrör!

Mer sladdar

Trots att det är en gammal bil med ett väldigt simpelt elsystem så blir det ändå en hel del trådar att dra. Elkonverteringen står självklart för den största mängden sladdar, men även basfunktioner som hel-/halvljus och tändning (kl.15) har fått en liten uppgradering. För att minska spänningsfallet över gamla strömbrytare tillsammans med långa och tunna kablar så har nya reläer installerats med lite grövre kabelareor.

Uppdaterad flipfront

Under en lång kväll i garaget med Lars och David har fronten fått en uppdatering. Gasfjädrar till huvgångjärnen, med 520 Newton vardera verkade passa bra. Nu kan man lyfta upp huven med fingerkraft.

Det var även dags att montera den nya kofångaren på flippfronten. Jag bockade till tre plattjärn i natureloxerad aluminium och stack dessa genom fronten för att hålla kofångaren på plats. Förutom feta popnitar kommer även lite glasfiberplast vara en del i förbandet.

Tanklock för laddkabel

Det ursprungliga hålet gör tankpåfyllningsröret är nu ersatt med en laddkontakt. Jag vet inte om detta blir den slutliga lösningen, men det får duga förtillfället.

Det består av en natureloxerad aluminiumplåt på utsidan och en liknande M5 gängad stålpåt på insidan. Kontakten är en 3-polig motorvärmarkontakt från Calix.

Många kablar blir det

Tack David för din insats i kabelpysslandet. 12V kablar för HV-komponenter och instrumentering börjar ta form. Kraftkabel mellan 12V Optima batteri i bagagen och DCDC-omvandlaren är på plats.

Den var inte enkelt att trycka in den kombinerade elmotorinvertern, DCDC-omvandlaren och laddaren under instrumentbrädan, men det gick.

Elscheman för LiFePO4 batteri

Med ett antal ensamma kvällar framöver, utan chans att kunna vara i garaget blir det lätt lite tid framför datorn.
Ett enkelt elschema för resp. batterilåda kan vara bra att ha när det väl blir aktuellt att börja ansluta.
Kan jag klura ut någon bra lösning för en servicebrytare i respektive låda som är fukt/vattentät så skall detta in på schemat också.

MSD eller HVMSD - Hazardous Voltage Manual Service Disconnect består av två kontaktdon där det ena (fast monterat) är anslutet i serie med batterikretsen och det andra (löstagbart) utgör en bygling som demonteras i ett enkelt handgrepp för att garantera en öppen batterikrets då arbete med batteripacken utförs. Dessa MSD'er bör placeras potentialmässigt så nära halva batterispänningen för resp. batteripack som möjligt. På så vis får man lägsta möjliga spänning i batterierna vid arbete.