点击:0 | 回复:18 沃兰多论坛 >  机舱内加装500F电容已完成
 
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发表于 2024-7-11 10:01:35

机舱内加装500F电容已完成

 

以下是实验为自己胡闹,存在不确定危险,不具备借鉴价值,各位坛友谨慎阅读

以前再本论坛陆陆续续写了几帖,都是前期实验性质的,昨天终于把电容塞到了机舱里。
铅酸电瓶并联法拉电容效果数据实测(一)
https://club.autohome.com.cn/bbs/thread/f90d319e879f958c/107710253-1.html
关于2020版48V轻混沃兰多 起动机,发电机,启动发电机的初步认知
https://club.autohome.com.cn/bbs/thread/69f2843c2ce258b6/106322641-1.html
请教各位车友,沃兰多12V启动电机继电器的接线在哪里
https://club.autohome.com.cn/bbs/thread/a22fb17e6fccc27e/107424164-1.html

对于安装这个电容,最主要的目的是玩,其次才是方便冬天启动,延长铅酸电池寿命。对于其他的那些说法,我不信,也不考虑。
其实最开始,我是打算做成一个独立的启动供电,也就是说启动电机的供电完全由电容供电,铅酸电瓶不直接为启动电机供电,思路是这样的,均衡,充电控制电路板画了,也测试了,大电流理想二极管也做了。后来,后来发现要改启动电机供电的话,要把整个发动机捧下来才行,这就不是我能力所及的了。

于是,费尽千辛苦画的电路板,写了几个小时程序代码的那个控制器,只能沦落成为一个被动式电容电压均衡器。



串联后为500F的电容组,买的二手货。

内部为NESSCAP电容,网传这个品牌的电容性能不错

专门为这个改造设计的控制器,还带了CAN通讯功能,不过如今沦落为一个被动电压均衡器了……

经过测试,在数据上,可以看到在铅酸电瓶上直接并联电容后,启动瞬间电源电压被拉低的幅度小了,这是由于这种超级电容内阻低的缘故。测试的时候天气已经转暖,如果在冬季测试,数据差距应该会更大一些。不看数据,只从体验上来看,并上电容后发动机冷启动比较利索,不拖拉。

从示波器数据看,不并联电容,启动瞬间,电瓶电压由12.8V拉低到7.8V; 并联电容后,启动瞬间,电瓶电压由12.6V被拉底到8.6V。从后续的电压波动波形,也能看出,并联电容后,电压波动小了一些。数据看起来好看,但实际作用不大,最主要的还是冬季,启动时电压很可能被拉到9V以下导致启动困难,有电容会好些。

实测几次,并联电容启动时确实痛快了一些,于是决定化繁为简,直接把电容并联在电瓶上。这么大一个电容组,放在哪,就成了难题。
最开始想固定在备胎架子上,但看了看,难度太大。发动机舱散热器上方有一片区域,试了试,这个电容组可以塞进去。

位置是有了,但这个地方合适吗?此处不是进风口,所以电容放在这不会阻挡进风。

这种电容的工作温度上限是65摄氏度,发动机舱的温度可不止65摄氏度,还是实测一下吧。
正好7月份的某天要当车夫,行车150Km,从室内堵车段到高速,再到另一个室内堵车段。找了一个长引线的电子温度计,热敏电阻固定在机舱内,表头放在驾驶室。
市内低速行驶40分钟左右,因为有强制散热,电子温度计显示温度为37摄氏度,当时气温大概30摄氏度。关闭发动机,由于强制散热停止,温度上升到51摄氏度。在高速上以平均100Km/h的速度连续行驶2小时,发动机舱温度在30摄氏度左右,室外气温不知道多少,或许郊外的高速路气温要比市内低。
到了目的地后,因为有事,忘了继续记录数据,所以温度不清楚了。
不过结论已经得到了,在东北的夏季,车辆行驶的时候,因为有强制散热,发动机舱的空间温度应该不会高于65℃,高速上迎风散热会更好些。需要注意温升的时间段,是停车后,没有了强制通风散热时段。此时段的热源是发动机和涡轮,这两个热源以热辐射方式对外传到热量。
用铝箔隔热膜包裹电容组,我猜应该是可以让电容组在发动机熄火后保持65℃以下的。

隔热层包裹电容组

前面那个航空插头,是我自己加装上去的,用于外接均衡电路和通讯电路。这个黑色的塑料盒子有点碍事,有它无法把电容组装进那个空隙,所以我是先把它拆掉,电容组放在车里后再把这个塑料盒安装上去。

原装的放电电阻要拆掉,不然自放电很快

塑料盖先拆下来放在发动上,有这个塑料盖电容组塞不进去。

自以为是的以为改装很简单,结果发现问题了。
查这款车的维修手册,这个位置下面是散热器,散热器上面只有一个塑料板,不能承重。当汽车颠簸的时候,这个大电容组就会磕打到脆弱的散热器上,这么放不行,要加一块固定板,把电容组固定在框架上才行,买铁板自己做钣金活吧,好在我有个简易的折弯器。

买的铁板

自己折弯

有折弯器,才能折出来这种比较凑合的直角

内壁贴两条泡沫胶,避免割坏隔热层

小支架

小支架

这么安装,相当于把电容组悬挂起来了。这四个螺丝很抠手,尤其是下面这俩,安装很费劲。

还要用自攻钉固定,自攻钉还没到货。

电线都是用2股并联,过几天套上阻燃管。

这么大一个电容并在电瓶上,会不会很费电,长时间会不会把电瓶拖坏?
目前不会,我在年初做了这个电容的自放电测试,历时一个月的时间,自放电电压变化曲线在本论坛“铅酸电瓶并联法拉电容效果数据实测(一)”

暂告一段落,有后续更改我会继续整理发布

此更改存在未知安全隐患,各位谨慎阅读

 
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发表于 2024-7-15 08:47:35

昨天晴天,日照强度大,气温32摄氏度,正常行驶,速度60Km/h左右,舱内温度显示低于37℃并且比较稳定,40Km/h时温度45℃左右。在一市内拥堵路段,走走停停,机舱温度升高到85℃,行驶起来后温度下降。过几天再往电容上贴一个温度计做一个机舱与电池的温度对比。

 
发表于 2024-7-17 09:21:18

前天测各电容电压,发现不加均衡措施的情况下各电容电压差异较大,与我在屋里测试不同。

从0V开始到12V,各电容电压分别为1.97V,2.68V,2.16V,2.16V,1.63V,2.34V。

NESSCAP单电容电压为2.7V,其中2.68V已经非常接近了,说不定充电过程中已经超压了,所以均衡设备一定要加上。在室内作实验的时候,没有使用均衡器,各点容的电压几乎一直,猜测是当时充电电流及放电电流较小,各电容内阻的差异体现不出来,实际放在车内,充放电的电流都较大,所以内阻差异就很明显的显现出来了。

我自己做的均衡及监测部分,为了测试观察方便,先放在驾驶室内,所以需要穿线。

记得在论坛内看到车友提供过这车的穿线路径,于是翻出了那篇帖子,找到可以穿线的地方

 《 汽车之家|2023年暑假用时21天,小沃带着老婆孩子自驾云南、拉萨|沃兰多|论坛》,感谢这位车友给我指了一条明路

昨夜,具体点说应该是今天凌晨,趁着夜晚稍微凉快一点,下楼去穿线,具体看下图:

一个可用的通线孔隐藏在塑料壶的后面


通线孔,在这个位置,用手把那个橡胶堵塞捅到驾驶室内就行了


要先把这个小罐子拆下来,一共2个螺丝,稍微有些别手,用一个长杆的套筒可以拆下来,拆下来的螺丝最好随手揣裤兜了,不要放在上衣兜或者机舱内,否则容易丢……

下面是那个橡胶堵塞帽,最好收起来别丢了,以后还能用得上。


下面就是穿线了,位置抠手,我那根线是8股的多芯线,用到了7根,分别是6个电容的两端和中间节点。


当看到驾驶室内有一段黄色热缩管时,知道我把它捅进去了,看起来很容易,我第一次干这种勾当,找不对位置,很费劲。

线外套了一层阻燃保护管,但愿有点作用吧。那根粗的保护管是电容并联电瓶的那根线,细螺纹管是这次均衡及监测线。

图片中可以看到一些液滴痕迹,那是我的汗……


电缆一端与电容的连接用8芯航空插头,这部分后续还要作一些隔热处理。


驾驶室内穿线的地方还要用东西简单封堵一下,这个好办,找个硅胶片或者橡胶之类了套在线上撸上去就行了,不过我还没找到合适的东西来用。


今天先写到这,下一步操作就是我相对比较擅长的电子部分了。


 
发表于 2024-7-18 08:40:10

昨晚又企图趁着夜里凉快做点事,实际是即使到了晚上十二点,气温也不低,还是会出一身汗,或许凌晨三四点的气温会好一些。


这块板,原本设计了很多功能,它一端接汽车12V电瓶,另外一端接电容,还有一个 ACC控制线,板上具有一个14V升压电路,那个铝片就是升压部分的铝基板。只有ACC有效时,电容才切入电路,这样可以让锁车状态下电容完全断开,与均衡器也断开,降低自放电。升压电路将12V电瓶电源升压到14V给电容充电,电容与电瓶各经过一个理想二极管送给启动电机,这样由于电容电压高于电瓶电压,所以启动该瞬间完全由电容供电,减少对电瓶极板的冲击。

但,因为我拆不到起动机继电器前的那根线,所以原计划落空,这各电容组,如今也只是简单的并联在电瓶上而已。前天的测试,发现实际使用中,这组电容电压不均,电压均衡器不能省略,所以这块板又拿出来了。

设计这块板的时候,为了接线方便,把主要接线端口都设计成了螺钉连接方式,右面8个螺丝柱,就是要连接从机舱引出来那7根线的。现在发现,这个设计并不完美,因为如果7颗线使用压线铜鼻,那么穿线时候就会很费劲,所以我又用绿色的压线端子做了个转接。


那根原本应该接ACC的控制线,临时用一个开关接到了电容12V上,这样方便测试,以后再从ODB接线。


这根从机舱串过来的线很长,当时想剪短来的,但没舍得,现在发现好处了,可以直接扯线到后备箱这块,操作很方便。


可以读到各电容的电压

Cap 1 Voltage is 2.031885V

Cap 2 Voltage is 2.468555V  

Cap 3 Voltage is 2.185840V  

Cap 4 Voltage is 2.172778V  

Cap 5 Voltage is 1.472139V  

Cap 6 Voltage is 2.404362V  

Cap Voltage is  12.735579

由于现在电容直接与电瓶并联,所以电容电压就是电池电压。

由于是深夜,怕扰民,发动机维持在最低转速,给电瓶充电的能力也不足,启动了两次,电容电压降低了一些,有机会跑个高速测试一下。不过用一个笔记本记录数据太麻烦,打算用一个OLED做个小显示窗口,这样可以在驾驶位观察数据变化。


 
发表于 2024-7-26 10:07:08

买了个PLED点阵屏,临时用单片机开发板瞎编了一段程序,拼凑个显示屏,用于显示各点容的电压和总电压,用纸壳盒临时包住,凑合用一下。正在重新画个电路板,但因为比较懒,所以重画电路板要慢一些。


粗线是U***供电,细线是485数据


因为都是临时的,所以很多地方不合理,供电本应该直接从电容取电,不过为了测试方便,先用我自己做的U***快充供电


下面是低速行车时的电压,因为路程短,拥堵,所以这个数据暂时没有参考价值,知识说明我临时搭建的这个东西可以检测显示电压。


受本坛坛友指点,发现一个问题,停车后电池电压下降很快。

熄火后,2分钟内,电池电压由13.97V下降到12.6V,1小时后12.4V。至于什么原因暂不清楚,因为这次速度慢,时间短,不排除充电不足的可能,也有可能是汽车ACC开着一直在消耗,下次跑一次高速再观察一下,同时做到彻底关车测量,不使电瓶为此设备供电。不过可以肯定不是电容放电的原因,把电容和电瓶断开后,搁置一段时间,分别测电容和电瓶的电压,电容电压不变,电瓶电压继续降低,大概是车内耗电的原因。

 
发表于 2024-8-11 21:21:36

        终于在出门瞎溜达之前,把电容电压显示板做出来了,不再像是上面那样,用纸壳盒装着了。不过暂时不能上图,家里网络今天特慢,无法上传图片。先描述一下遇到的新问题。

        虽说是把电容并在电瓶上,但我还是加了一个125A的直流断路器,只在方便测试的时候才把断路器接通。前几天大清早从奉天出发到绥中,正好测一下电容的充放电及均衡。因为是早晨出发,一路通畅,还没到高速入口,电容电量就充满了,并且闻到一股我很熟悉的电子元件发热时产生的气味,发现是我这个均衡电路起作用了,最先达到保护值电压的均衡电阻导通,热量就是它发出来的。单电容的耐压是2.7V,我选用的均衡器件均衡电压有两档,2.45V和2.65V,我选用的是2.45V这档。最先充满电的电容显示电压是2.52V,并且电压维持在该值不在变化说明均衡电路工作了,其他未充满的电容电压仍然在上升,不久,所有电容都充满了,均衡电路工作发热,为了稳当起见,我靠边停车,打开发动机盖子,断开了断路器。电容是放在水箱散热器上面的,这样相比于把电容放在驾驶室内,可以减少电缆的长度,直流断路器就近放在了发动机盖子的锁钩那,所以每次接通或者关断断路器,都要开机器盖子。均衡电路我放在了驾驶室内,也正因如此,我才能用手摸到均衡电路的发热问题。虽然我选的器件都是可以耐温到85摄氏度的,有些器件的耐温是125摄氏度,但我仍然觉得这样的发热不太好,有了继续折腾的想法。

       1.我前期在桌子上模拟实验时,6节电容的一致性非常好,升压是同步的,几乎没有电压差。而在实际车中,电容之间的差异体现出来了,有的充满快,有的充满慢。这应该是充电电流的问题,我的实验电源电流只有3A,而车内的充电电流是几十安,充电电流大了十倍以上,这样电容之间微小的差距就会被放大了。解决这个问题,我想控制一下充电电流,同时尽量不改变放电电流。前面提到的李相二极管,这回又用上了,用一个适当的限流电阻并在这个理想二极管上,放电时,放电回路是电阻+二极管;充电时,充电回路只有电阻,这样就可以实现限流充电了。

       2.均衡电路是不能去掉的,或者换一个主动均衡电路,效率高些,不过我是真懒得在设计新电路板了;要么就是把均衡电压调到2.65V,不过这样一来对电容有些不利,因为电容在发动机舱,均衡电路在驾驶室内,他们之间的多心电缆又好几米长,2.65V的均衡电压与电容的2.7V最高电压相差太小。我现在想选第三种办法,均衡电压仍然是2.45V,我把均衡电阻的阻值调大一些,因为前面做了充电的限流,所以均衡电阻随之变大也不会有问题,这样可以减少发热量。

        3.空气断路器不变,但我不想每次开机器盖子了,打断买一个200A的直流接触器,可在驾驶室内操作。

目前都在可监控的手动操作阶段,也就是测试阶段,如果能慢慢做到稳定了,就改成自动控制的,不在人为干预。


 
发表于 2024-8-11 21:27:25


 
发表于 2024-8-12 13:06:06


 
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