Устройство литий-ионной аккумуляторной батареи штабелера HANGCHA

Штабелеры HANGCHA X Series оснащаются 48-вольтовой литий-ионной аккумуляторной системой, интегрированной с электроникой управления машины. В состав аккумуляторного комплекса входят Li-ion батарея, BMS (Battery Management System), блок распределения питания BDU (Battery Distribution Unit), силовая коммутация, DC/DC-преобразователь, токовые шунты, защитные элементы и кабельные соединения. Такая архитектура обеспечивает контролируемое распределение энергии, управление силовой цепью и взаимодействие аккумулятора с электроникой штабелера.

Рис. 1. Габаритные размеры литий-ионной аккумуляторной батареи штабелера HANGCHA X Series

Элемент	CDD12/14/16/20-XT1S-SI	CDD12/14/16/20-XT1-SI
Длина (А), мм	630	630
Ширина (B), мм	190	190
Высота (H), мм	605	605
Номинальная ёмкость, А·ч	105	80
Номинальное напряжение, В	48	48
Минимально допустимая масса, кг	60	60
Максимально допустимая масса, кг	220	220

В аккумуляторном блоке HANGCHA объединены силовые, защитные и управляющие компоненты Li-ion системы. В его состав входят предохранитель 300 А, силовые реле, цепь предварительного заряда, токовые шунты 300 А, медные силовые шины и DC/DC-преобразователь. Отдельные интерфейсы предусмотрены для зарядки, подключения силового кабеля машины и диагностической связи. Работа аккумулятора контролируется BMS, а силовая часть обеспечивает коммутацию и передачу электроэнергии между батареей и электрическими системами штабелера.

1. Предохранитель — 300 А
2. Жёсткая медная шина A103 — 1
3. Жёсткие медные шины для предохранителя, реле зарядки и реле разрядки
4. Реле Nader — 300 А / 12 В
5. Реле — 100 А / 12 В
6. Тепловое реле зарядки и тепловое реле разрядки
7. Реле предварительного заряда
8. Жёсткая медная шина A103 — 2
9. Батарейный шунт — 300 А
10. Изолятор — кронштейн объединённого BMS 12E 28S
11. Гибкая медная шина положительного вывода
12. Шунт — 300 А
13. Кронштейн объединённого BMS 28S
14. Неизолированный DC/DC-преобразователь (48/80–12 В)
15. Резистор предварительного заряда 8 Ом / 100 Вт
16. Зарядный порт
17. Интерфейс коммуникационного кабеля (диагностика)
18. Интерфейс силового кабеля корпуса машины

Рис. 2. Расположение силовых и управляющих компонентов Li-ion батареи штабелера HANGCHA X Series

Управление силовой цепью и процессом зарядки

Работа литий-ионной аккумуляторной системы HANGCHA построена на последовательном включении управляющих и силовых цепей. Сначала активируется низковольтная цепь: DC/DC-преобразователь обеспечивает питание 12 В для BMS, после чего система управления получает сигнал KEY-IN и переходит в рабочее состояние. Только затем выполняется управляемое подключение силовой части аккумулятора. Такой алгоритм обеспечивает последовательную активацию управляющей и силовой частей аккумуляторной системы. При подключении зарядного устройства используется аналогичный принцип. Вспомогательное питание 12 В активирует BMS, после чего система управления аккумулятором устанавливает связь с зарядным устройством и отправляет запрос на зарядку. Процесс начинается только после успешного обмена данными между BMS и зарядным оборудованием. Таким образом, зарядка Li-ion батареи HANGCHA представляет собой контролируемый электронный процесс, а не простую подачу напряжения на аккумулятор.

Контроль и диагностика аккумуляторной системы

Во время работы Li-ion батарея HANGCHA находится под контролем BMS и функционирует как управляемый узел электрической системы штабелера. Система контролирует электрические параметры аккумулятора и позволяет диагностировать состояние отдельных элементов, силовых реле, предохранителя, DC/DC-преобразователя, токовых цепей и изоляции. Отдельные алгоритмы диагностики предусмотрены для контроля SOC (уровня заряда), температуры, тока, разбаланса напряжения ячеек и процесса зарядки. Благодаря этому неисправность можно локализовать по конкретному элементу или цепи аккумуляторной системы, а не рассматривать батарею как единый неразборный источник питания.

Заключение

Литий-ионная батарея HANGCHA X Series является частью общей электрической архитектуры штабелера. BMS, силовая коммутация, цепь предварительного заряда, DC/DC-преобразователь и диагностические цепи обеспечивают управляемое подключение аккумулятора, взаимодействие с зарядным оборудованием и контроль основных параметров батареи. Такая конструкция позволяет контролировать состояние аккумуляторной системы непосредственно в процессе эксплуатации и диагностики штабелера.