Sähköauton akunhallintajärjestelmän toteutus ja lisälaitteiden suunnittelu

Abstract

Tässä työssä suunniteltiin ja asennettiin muunnossähköauton akuston hallintajärjestelmä sekä lisälaitejärjestelmä. Työn tilaajana oli Tampereen ammattikorkeakoulun autolaboratorio, jonne muunnossähköauto tulee valmistuttuaan opetuskäyttöön. Työssä saatettiin ajoneuvo lopulliseen toimintakuntoon ennen sen opetuskäyttöön ottamista. Projekti toteutettiin opiskelijatyönä siten, että ajoneuvon rakentamiseen liittyi kolme opinnäytetyötä ja yksi koulun projektikurssi.

Akustonhallinnan asentaminen ajoneuvoon sisälsi valmiiseen 48 voltin akkupakettiin erilaisten anturien ja laitteiden lisäämisen, jotta akkukennojen tilaa voidaan valvoa ajoneuvon käytön aikana. Käytännössä tämä tarkoitti akunhallintalaitteen, sen anturoinnin ja johdotuksen asentamista sekä asetuksien ja ohjelman testaamista. Asennuksesta laadittiin myös dokumentteja, kuten kytkentäkaavioita, jotta järjestelmän vianetsintä ja muuttaminen on tulevaisuudessa helppoa.

Lisälaitteiston suunnittelu ja asentaminen tarkoitti muunnossähköauton alipaine- ja lämmitysjärjestelmän toteuttamista. Alipainejärjestelmän tehtävänä on tehostaa ajoneuvon jarrutusta. Lämmitysjärjestelmässä päädyttiin hyödyntämään ajoneuvossa olevia lämmityslaitteen osia ja lisäämään niihin sähkölämmitteinen jäähdytysnestekierto.

Työn lopputulos oli tilaajan mielestä onnistunut, sillä lopputuloksena oli toimintakuntoinen ja turvallinen muunnossähköauto. Ajoneuvon osalta projekti ei tule päättymään tähän, sillä ajoneuvosta on tulevaisuudessa tulossa iso osa autolaboratorion koulutustoimintaa. Ajoneuvoon on suunnitteilla myös parannuksia, kuten korkeampi akkujännite sekä suurempi akusto.

In this project the battery management system and minor accessory system was designed and installed to the conversion electric vehicle. Customer for the project was Tampere University of Applied Sciences. Vehicle would become teaching device for degree programme in vehicle engineering. Project was completed as a student project. Three bachelor thesis and one project course were involved in converting vehicle drivetrain to electric.

Installing battery management system involves adding sensors and devices to the 48-volt battery pack. That way state of each individual cells can be monitored while vehicle is in use. In practise this means installing management device, sensors, and wiring. Also testing system and adjusting management device settings were part of the project. During project documents such as wiring diagrams were made to make future troubleshooting and upgrades easy.

Designing of accessories meant designing system where vacuum pump and heating elements would be installed. Vacuum system is in vehicle for making braking more powerful. Heating system was implemented by using parts from the original climate control system. This way only additional system would consist of devices to make coolant circulate and heat with electricity.

The result of the project was successful because vehicle was at safe working state at the end. Battery management system and accessories system completed vehicle to an electric conversion vehicle. As for the vehicle project does not end because it will become a large part of teaching working principles of electric vehicle. Improvements are also being planned such as higher battery voltage and larger battery capacity.