Из чего собрана батарея
Высоковольтная батарея гибрида — это не одна большая «банка», а длинная цепочка маленьких элементов, соединённых последовательно. Каждый даёт немного, но вместе они складываются в две сотни вольт. Батарея лежит в салоне, обычно под задним сиденьем или за ним, и связана с силовым блоком под капотом двумя оранжевыми кабелями. Её задача — не возить машину сотни километров, а быстро отдавать энергию на разгон и так же быстро принимать её при торможении.
От элемента до батареи
| Ступень | Из чего | Напряжение (учебная модель) |
|---|---|---|
| Элемент | Никель-металлгидридная ячейка | 1,2 В |
| Модуль | 6 элементов последовательно в одном герметичном корпусе | 7,2 В |
| Блок | 2 соседних модуля — 12 элементов | 14,4 В |
| Батарея | 28 модулей = 14 блоков = 168 элементов | 201,6 В номинально |
Модули стоят в ряд на рейках внутри стального лотка, между ними оставлены узкие щели для воздуха. Плюс одного модуля соединён с минусом соседнего медной шиной — поочерёдно то с одной, то с другой стороны. Ёмкость небольшая, около 6,5 А·ч: вся батарея запасает чуть больше 1 кВт·ч. Гибриду этого хватает, потому что энергия всё время ходит туда и обратно. Напряжение реальной батареи меняется с зарядом и током: под нагрузкой оно проседает, при зарядке поднимается.
Внутри элемента — щелочной электролит. Корпуса герметичны, но при повреждении батареи (например, после удара) электролит может вытечь. Белый налёт или влага на корпусе — повод не трогать батарею и обратиться к специалисту.
Кто следит за батареей
Рядом с модулями стоит блок управления батареей. Он измеряет напряжение каждого из 14 блоков по тонким проводам, подведённым к шинам, ток батареи, её температуру и сопротивление изоляции между высоковольтной цепью и кузовом. По этим данным он считает заряд (SOC), включает вентилятор и сообщает блоку управления гибридной системой, сколько мощности сейчас можно взять из батареи и сколько отдать в неё.
- Напряжения блоков. Блоки сравнивают между собой. Если один заметно отстаёт от остальных — значит, в нём ослаб элемент.
- Датчики температуры. Несколько терморезисторов на модулях и ещё один в канале, по которому приходит воздух. Чем горячее, тем меньше их сопротивление.
- Датчик тока. Кольцо на силовом кабеле работает на эффекте Холла и проводов не разрывает. Сигнал 2,5 В — тока нет, выше — батарея разряжается, ниже — заряжается.
- Контроль изоляции. Высоковольтная цепь нигде не соединена с кузовом. Блок постоянно проверяет, не появилась ли утечка.
Батарея гибрида — это 168 элементов последовательно, и блок управления видит их группами по 12. Поэтому слабый элемент выдаёт себя: его блок под током проседает сильнее соседей.
Задания в 3D-модели
В интерактивном уроке 5 заданий выполняются в учебной 3D-модели, модель сама проверяет результат:
- Найдите модули батареи
- Найдите соединительные шины между модулями
- Найдите блок управления батареей и датчики температуры
- Найдите датчик тока на силовом кабеле
- Включите READY ON и режим «Разгон»: напряжение батареи проседает ниже 200 В
Тренажёры
- Что измеряет блок управления батареей.
Проверьте себя
В конце интерактивного урока — проверка из 3 вопросов. Прогресс сохраняется в браузере.