Jak už bylo eno, p i návrhu p ipojovacího boxu jsem vycházel ze zástavbového
prostoru, který je daný navrženým rámem vozidla eTUL v diplomové práci Ing. Lukáše Pato ky
´´Návrh rámu elektromobilu´´. Spodní ást rámu je tvo ena ocelovými profily o rozm rech 50x35x2mm.
Obr.7.1.1.1 Spodní ást rámu eTUL – prostor vymezený pro umíst ní baterie. [21]
Jak je vid t z obr.7.1.1.1, prostor vymezený pro umíst ní baterie je obdélníkového tvaru o rozm rech 1216x815x230mm (DxŠxV). P ipojovací box bude p ipevn ný ve spodní ásti rámu a
bude p ichycený k ocelovým profil m rámu pomocí šroub M8x60 ISO 1014-8.8. Základna boxu bude mít stejné rozm ry jako spodní ást rámu – 1216x885mm. Pro bezproblémové nasazení p ípojovacího boxu do rámu elektromobilu bude zvolený odstup od stran rámu 5 mm z každé strany, takže délka x ší ka boxu bude mít velikost 1206x805 mm.
Obr.7.1.1.2 Rozm ry p ipojovacího boxu a spodní ásti rámu eTUL.
ipojovací box je sva enec z hliníkových L-profil a ty e obdélníkového pr ezu.
Jednotlivé profily jsou sva eny mezi sebou a p iva eny k hliníkovému plechu, který tvo í dno boxu. Víko boxu je také vyrobeno z hliníkového plechu a je p ipevn no k boxu pomocí šroub M4x10 ISO 1014-8.8. Mezi víkem a boxem je umíst ná plastová deska, sloužící jako izolace.
Sva ování boxu se provede obalenou elektrodou OK 96.20.
Obr.7.1.1.3 P ipojovací box
Profily, ze kterých je sva ený box, budou vyrobeny pomocí technologie pr tla ného lisování, která je založena na protla ování hliníku p es nositele tvaru jednotlivých profil , kterým je lisovací nástroj.
7.1.2 Moduly a bloky baterií
Po et lánk a jejich uspo ádání v boxu bylo odsouhlaseno panem Ing. Jandurou z Ústavu mechatroniky a technické informatiky TUL, který je odpov dnou osobou za návrh baterie a eletrické zapojení eTUL a který byl mým poradcem p i návrhu tohoto p ipojovacího boxu.
Jednotlivé lánky baterie jsou seskupeny do blok , bloky jsou uspo ádány v modulech.
Jeden modul obsahuje 3 bloky baterií: dva bloky (vn jší) mají 9 ad lánk na ší ku a 4 ady na výšku, takže dohromady 36 lánk , vnit ní blok má 10 ad lánk na ší ku a 4 na výšku -dohromady 40 lánk . Takže celkem jeden modul obsahuje 2 x 36 + 1 x 40 = 112 lánk , které jsou v modulu zapojeny paraleln . Pro pohon pot ebujeme ur itý po et modul , které mezi sebou budou zapojené sériov . Nabízí se t i standardní možnosti zapojení 60V, 120V a 400V. Pro vozidlo velikosti eTUL (hmotnost cca 600kg) je vhodn jší použít 60V, které jsou bezpe né, což znamená zna né zjednodušení bezpe nostních prvk . S ohledem na vybranou variantu zapojení 60V, na zástavbový prostor a na požadavek pana Ing. Jandury, aby v modulech byl kone ný po et lánk d litelný celým íslem ( tento po et je nutný z hlediska elektrického zapojení
lánk ) byl zvolený celkový po et modul 14 k , takže celkem bude baterie elektromobilu eTUL obsahovat 14 modul x112 lánk = 1568 lánk .
Bloky baterií 1 jsou vloženy do krytu z ocelového plechu 3 (viz. obr. 7.1.2.4). Bateriové lánky jsou upevn ny v modulu pomocí plastových desek 4, které jsou p ipevn ny z obou stran modulu. Plastové desky tlouškou 2 mm mají stejnou délku a výšku jako bloky baterií. V deskách jsou naproti každému lánku navrtány otvory o pr ru Ø14mm, což je o 4mm mén než pr r lánk , tím desky lehce uchytí lánky v modulu. P es deskové otvory jsou lánky elektricky propojeny pomocí m ných plochých vodi 8, které jsou umíst ny za plastovou deskou. Na jedné strán modulu je propojený ´´-´´ a na druhé stran ´´+´´. Výpo et pr ezu plochých vodi a dalších elektrických vodi bude provedený v diplomové práci ´´Elektrické zapojení elektromobilu eTUL´´ od kolegy Bc. Michala Fiedlera z fakulty mechatroniky. A koliv v dob návrhu p ipojovacího boxu ješt nebyl výpo et pr ezu plochých vodi a návrh dálších elektrických komponent kolegou Fiedlerem provedený, po konzultaci z panem Ing. Jandurou byl orienta zvolen pr ez spojovacího plochého vodi e S = 14mm ( délka l = 14mm a tlouš ka t = 1 mm). Jednotlivé lánky baterií jsou umíst ny v modulu ve ty ech adách na výšku, každá ada obsahuje 28 lánk . Jeden plochý vodi pomocí pájení propojuje jednu adu bateríí všech 28 lánk . Takže jak polarita ´´-´´ z jedné strany modulu tak polarita ´´+´´ z druhé strany jsou propojeny pomocí ty plochých vodi podél každé ady bateriových lánk . Tyto
ty i ploché vodi e jsou z každé strany propojeny pomocí kratšího p ného vodi e 5, ktery je spojený s hlavní vode em 6, p es který je modul elektricky spojený z dalším modulem. Hlavní vodi em pote e proud od všech lánk modulu, proto je jeho pr ez v tší než spojovacího
vodi e, po konzultaci s panem Ing. Jandurou byl pr ez hlavního vodi e zvolený S = 45mm ( délka l = 15mm a tlouš ka t = 3 mm).
Pro zajišt ní statické polohy modul uvnit p ipojovacího boxu budou jednotlivé moduly ipevn ny k boxu post ednictvím hliníkových ty í, které jsou p iva ené na dolním plechu boxu.
Spojení se provede pomocí šroub M5x20 SN EN ISO 7046-1.
Modul baterií má být elektricky izolovaný od p ipojovacího boxu, proto jsou pod a nad modulem umíst ny izola ní desky z plastu. Také z obou stran modulu jsou p ipojeny izola ní desky 7 pomocí ocelových trubek 2 se závitem na koncích, na které jsou našroubovány matice s podložkami. Tyto trubky procházejí bloky modulu z boku, p es plastové desky, které upev ují
lánky z obou stran a p es izola ní desky.
Obr.7.1.2.4 Modul baterií 1 - blok PCC s vloženými lánky
2 - spojovací ocelová trubka se závitem na koncích 3 - ocelový kryt modulu
4 - plastová deska držící bateriové lánky v blocích PCC 5 - p ný spojovací plochý vodi
6 - hlavní vodi
7 - plastová izola ní deska
8 - podélný spojovací plochý vodi .
Pro ízení elektrického zapojení baterií a pro datové propojení budou do p ipojovacího boxu umíst ny následující díly elektroniky:
sb rnice CANBusOrion BMS thermistor Expansion Module
Sb rnice bude p išroubována k dolnímu plechu p ipojovacího boxu vedle bateriových modul a Thermistor Expansion Module se p ipevní na zpev ující žebro uprost ed boxu pro ušet ení místa.
Obr. 7.1.2.5 Sb rnice Orion BMS Obr. 7.1.2.6 Thermistor Expansion Module