刻苦研發(fā)十個(gè)月，終于解決了房車(chē)充電瓶頸

李伯祥

<p>2018年3月，開(kāi)始研發(fā)，樣車(chē)選用大通v80</p> <h3>這是一篇純技術(shù)貼，適合專業(yè)人士。</h3> <h3>　　目前越來(lái)越多的房車(chē)采用了48v儲(chǔ)能系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于12v低壓系統(tǒng)，但是隨著車(chē)友48v電池組容量越來(lái)越大，有一個(gè)問(wèn)題就凸顯出來(lái)了----行車(chē)充電瓶頸。目前9成以上的發(fā)電機(jī)是12v的，開(kāi)車(chē)的時(shí)候給48v電池組充電目前只有使用DC-DC升壓裝置和太陽(yáng)能，太陽(yáng)能除非能像大俠忘記咪咪那樣整個(gè)車(chē)頂滿鋪才能體現(xiàn)到充電效果，否則只能起到微弱的補(bǔ)電效果，而主流使用的DC-DC升壓裝置有很大的局限性“升壓效率”“ 發(fā)熱”“功率”等等限制著無(wú)法大功率充電，就拿我手上大通v80舉一個(gè)例子：</h3><h3>   原廠加大發(fā)電機(jī)13.8v，155A 最大功率2.1kw，去掉行車(chē)時(shí)最大自耗電500w（實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)420-510w）只有1.6kw功率可以給副電瓶充電，再算上DC-DC升壓效率90%左右實(shí)際到48v電瓶的最大功率只有1.4kw左右，我的車(chē)子裝了48v160A的鐵鋰電池組，以前使用了一個(gè)號(hào)稱1kw的DC-DC房車(chē)專用升壓充電器，那玩意雖然帶了強(qiáng)制風(fēng)冷，但是發(fā)熱量一大自己就降低功率以求自保，電池用光以后往往開(kāi)車(chē)7—8小時(shí)也充不滿（況且我的電池組已經(jīng)修改了BMS參數(shù)淺充淺放來(lái)保護(hù)電池壽命），盡管車(chē)上帶了大電瓶，由于充電瓶頸在短途轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)電池根本充不滿，電不能隨心所欲使用真的很郁悶。</h3><h3>    2018年3月份下決心和一個(gè)生產(chǎn)發(fā)電機(jī)的朋友一起研發(fā)高壓行車(chē)發(fā)電機(jī)，到7月份的時(shí)候做出來(lái)幾臺(tái)不同參數(shù)的工程樣機(jī)分別裝在大通，全順國(guó)5和依維柯上，咱們族里熱心小老弟在我這里幫忙安裝調(diào)試測(cè)試數(shù)據(jù)整整忙乎了近一個(gè)月，很是感激，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)功率是3.5kw，做了一個(gè)超頻自殺版4kw，一個(gè)保守長(zhǎng)壽版3kw，經(jīng)過(guò)半年的路試，4kw的已經(jīng)掛掉（最高工作溫度135度或者更高）只有3.5kw（最高工作溫度98度）和3kw的（最高工作溫度80度左右）通過(guò)了測(cè)試。然后又用了兩個(gè)月的時(shí)間設(shè)計(jì)開(kāi)模做大通專用的外殼，直到今天第一臺(tái)大通v80專用發(fā)電機(jī)面世了。</h3><h3> </h3> <h3>     </h3><h3>其實(shí)發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)是3.5kw的，但是為了提高發(fā)電機(jī)壽命，我們把功率壓制到了3kw使發(fā)電機(jī)的工作溫度長(zhǎng)期保持在70-80度左右的最佳溫度，（發(fā)電機(jī)行業(yè)工作溫度區(qū)間85-105）</h3><h3> </h3> <h3> </h3><h3>很多改裝發(fā)電機(jī)使用的是過(guò)橋支架來(lái)固定，不是不可以，只是極容易出現(xiàn)皮帶輪與皮帶的垂直度有偏差，導(dǎo)致皮帶偏磨縮短壽命。我和小亮兄弟裝的全順就出現(xiàn)過(guò)皮帶偏磨現(xiàn)象，所以最終版本采用了原裝位掛角的外殼，直接安裝，不需要做支架，保證發(fā)電機(jī)皮帶輪與其他皮帶輪平面度和平行度的一致性。</h3><h3> </h3> <h3> </h3><h3> </h3><h3>原車(chē)發(fā)電機(jī)（左）和新發(fā)電機(jī)（右）對(duì)比，明顯直徑大了一圈，但是安裝掛角尺寸完全一樣，后面接線柱B柱和L柱和原車(chē)通用，不用改線路，原車(chē)信號(hào)插頭直接插到L柱插座上就行，充電指示燈工作正常。</h3> <h3>好了，下面需要做的只有2步</h3> <h3>拆掉原車(chē)發(fā)電機(jī)。</h3> <h3>安裝56v發(fā)電機(jī)，插上插頭，把充電線接到B柱上面完事。</h3> <h3>　　拆掉了12v發(fā)電機(jī)，那原車(chē)電瓶充電怎么辦，簡(jiǎn)單，一個(gè)48v轉(zhuǎn)13.8v帶雪崩電阻的隔離降壓模塊（650w），一個(gè)繼電器解決了，把繼電器信號(hào)端接到車(chē)鑰匙一檔開(kāi)關(guān)上，另一端接到降壓模塊輸入上，一開(kāi)鑰匙即使不發(fā)動(dòng)汽車(chē)，48v電池組也給12v啟動(dòng)電池補(bǔ)電補(bǔ)滿電待機(jī)5w功耗，發(fā)動(dòng)汽車(chē)，發(fā)電機(jī)給48v電池組充電，同時(shí)48v電池組也給12v充電，充滿自停。</h3><h3>    3kw發(fā)電機(jī)，怠速設(shè)計(jì)功率2kw，最大功率3kw出現(xiàn)在2000轉(zhuǎn)，這樣設(shè)計(jì)的有2個(gè)原因，第一，即使駐車(chē)時(shí)無(wú)外接電源，無(wú)移動(dòng)燃油發(fā)電機(jī)，只要發(fā)動(dòng)著車(chē)2,3小時(shí)就能夠一夜空調(diào)使用，第二，行車(chē)時(shí)大通發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩爆發(fā)點(diǎn)在2000轉(zhuǎn)，這時(shí)候車(chē)子的提速是最快的，我把發(fā)電機(jī)最大負(fù)荷點(diǎn)設(shè)計(jì)在2000轉(zhuǎn)，開(kāi)車(chē)時(shí)感覺(jué)不到車(chē)子提速的衰減。在2000轉(zhuǎn)以下時(shí)，只有很敏感的車(chē)友稍微感覺(jué)提速有點(diǎn)肉，當(dāng)然前提是電池嚴(yán)重虧電發(fā)電機(jī)在全負(fù)荷狀態(tài)下才能感覺(jué)到，如果電瓶7成以上電量發(fā)電機(jī)進(jìn)入半涓流充電時(shí)，是完全沒(méi)有任何感覺(jué)的。電瓶充滿電，發(fā)電機(jī)進(jìn)入空轉(zhuǎn)待機(jī)狀態(tài)。</h3><h3>理論就是這樣，看看實(shí)際效果，為了直觀一些，我用了校準(zhǔn)過(guò)的庫(kù)侖計(jì)來(lái)記錄，比較直觀。但是我用的庫(kù)侖計(jì)充電時(shí)背光帶呼吸燈效果，很難拍的清楚，將就一下。</h3> <h3>。<br></h3> <h3>這是發(fā)電機(jī)冷狀態(tài)下的怠速功率，56v發(fā)電電壓被我的空電池組拉低到47.8v，充電功率2.2kw，當(dāng)然，隨著發(fā)電機(jī)溫度上升，功率會(huì)稍微下降一點(diǎn)</h3> <p>　　為了測(cè)試發(fā)電機(jī)，我先把電池放空，由于我把鋰電池組的BMS保護(hù)參數(shù)重新設(shè)置，淺充淺放來(lái)延長(zhǎng)電池壽命，所以我的電池放電截止電壓是46v，單節(jié)電壓2.85v比鐵鋰電芯的放電截止電壓2.65v高0.2v，同樣我的充電截止電壓是56v單節(jié)3.5v比鐵鋰電芯的充電截止電壓3.65低了0.15v，真正的電池玩家都知道，磷酸鐵鋰特有的充放電曲線決定著即使你把電池充到極限3.65v，過(guò)不多久他自己也會(huì)壓降到3.5v以下，再過(guò)段時(shí)間會(huì)穩(wěn)定在3.45v左右，所以去充滿那剩下的0.15v是在做無(wú)用功，通俗點(diǎn)講鋰電池就像人的胃一樣，要想健康就別撐著也別餓著。很多還認(rèn)為原車(chē)發(fā)電機(jī)充不滿鋰電的車(chē)友，我用和鋰電打交道多年的經(jīng)驗(yàn)鄭重告訴你，你的想法是錯(cuò)的。13.8v的汽車(chē)發(fā)電機(jī)帶4s鐵鋰，充電截止電壓正好停留在它最健康的點(diǎn)上。</p><p> 玩鋰電的朋友一定記住下面這句話：三元怕過(guò)充，鐵鋰怕過(guò)放，長(zhǎng)期不用充一半！</p> <h3>怠速5分鐘后，發(fā)電機(jī)功率降到了2kw，和設(shè)計(jì)完全相符，但是照片全糊了，不能看，這張照片是我開(kāi)始提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到1100轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)電功率2.1kw</h3> <h3>發(fā)動(dòng)機(jī)1200轉(zhuǎn)時(shí)充電功率2.2kw</h3> <h3>發(fā)動(dòng)機(jī)1300轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)電機(jī)功率2.3kw</h3> <h3>發(fā)動(dòng)機(jī)1800轉(zhuǎn)時(shí)功率2.8kw</h3> <h3>發(fā)動(dòng)機(jī)2000轉(zhuǎn)時(shí)2.9kw，這時(shí)候充電電流達(dá)到57A已經(jīng)大于設(shè)計(jì)的55A電流，由于電瓶電壓低，拉低了功率顯示。但是已經(jīng)達(dá)到了我的設(shè)計(jì)初衷。這時(shí)候48v系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)完美體現(xiàn)出來(lái)了，3kw功率50多安培電流，16~25平方細(xì)線一點(diǎn)也不發(fā)熱，如果換成12v，這個(gè)功率下的電流已經(jīng)達(dá)到了230A以上，那要使用拇指粗細(xì)的95平方以上的電纜才行，而且銅鼻子壓接和接線柱連接也要下一番功夫才能保證安全。</h3> <p> </p><p>松開(kāi)油門(mén)，怠速狀態(tài)，完美的停留在了2kw的功率上，電流40A，這時(shí)候怠速充滿我容量為8度電的48v160AH的電池組僅僅需要3個(gè)半小時(shí)，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。</p><p> </p> <p>回想一下，從3月份開(kāi)始設(shè)計(jì)，到7月份第一臺(tái)樣機(jī)裝車(chē)，至今第一臺(tái)成品發(fā)電機(jī)工作，期間反復(fù)無(wú)數(shù)次的拆裝調(diào)整，修改方案，甚至為了測(cè)試發(fā)電機(jī)的溫度，大夏天怠速一整天，為了測(cè)試發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性，高速驅(qū)車(chē)800公里跑到西安吃碗羊肉泡不休息再跑回來(lái)，我的兄弟經(jīng)常驅(qū)車(chē)幾百公里去和配件商協(xié)商我那少的可憐的配件訂單，族里幾位熱心的車(chē)友義務(wù)幫忙，甚至有位兄弟聽(tīng)說(shuō)我搞這個(gè)，拿還沒(méi)上牌的國(guó)五全順讓我大卸八塊，然后被不成熟的發(fā)電機(jī)扔在荒郊野外。抱著只要你去努力嘗試，不做鍵盤(pán)俠，肯定會(huì)有收獲的覺(jué)悟，最后在大發(fā)慈悲的配件商協(xié)助下，在一群熱心兄弟幫助下，終于做出來(lái)達(dá)到了我的要求的高壓發(fā)電機(jī)，心里還是蠻激動(dòng)的。明天開(kāi)始進(jìn)行為期一周的間斷性路試，需要使用更加精確的儀表記錄發(fā)電曲線，工作溫度曲線，檢查發(fā)電機(jī)裝配情況和皮帶使用情況，以及配合給12v電瓶充電的實(shí)時(shí)狀態(tài)。測(cè)試完成后再把測(cè)試結(jié)果發(fā)上來(lái)和大家分享。</p> <h3>沒(méi)看明白的車(chē)友可以聯(lián)系我。13905216259李伯祥</h3> <h3>　　這篇文章中的發(fā)電機(jī)是第一代，在2019年8月，第二代面世了，充電功率5000瓦，且更穩(wěn)定。</h3>