Nederland proeftuin voor slim verkeer

Achtergrond Elektrisch rijden
Puntlassen
Tijdens gebruik moet het BMS dus nauwkeurig
kunnen aangeven hoeveel energie er nog
beschikbaar is. Die capaciteitsbepaling gebeurt
indirect door de accustroom te meten.
Door integratie tot geleverde lading is de resterende
energetische capaciteit te bepalen.
Daarvoor moet voor elke accu van tevoren
een ontladingscurve worden bepaald met
het verband tussen lading en accuspanning.
Bij 3T is onderzoek gedaan naar het zorgvuldig
karakteriseren van accu’s. Bij het
ontladen moet de accu op de verschillende
meetpunten eerst goed relaxeren voordat
de spanning een betrouwbare maat geeft
voor de ladingstoestand. De integratiestap
vormt echter een probleem. Alle (systematische)
fouten en ruis in de stroommeting
resulteren door deze stap in een afwijking
die ink kan toenemen over de tijd, zeker
als er afwisselend wordt opgeladen en ontladen.
Een standaard BMS bevat om die
reden een thermozekering als ultieme beveiliging.
Bij de zonnerace is die echter ongewenst,
vanwege het risico dat deze er onterecht
uit vliegt en zo de auto voor langere
Het accupakket van de 21Connect telt 38 cellen met in totaal ruim 5,1 kWh aan capaciteit. De
maximale spanning bedraagt zo’n 160 V; voorzichtigheid bij de omgang ermee was dus geboden.
Foto: Gijs Versteeg
tijd stilzet. De beveiliging moet daarom
uit de software en hardware komen. Voor
de aan het BMS gekoppelde stroommeter
zijn componenten gebruikt die weinig drift
vertonen en een lage temperatuurgevoeligheid
hebben. Ook is de stroommeting
nauwkeurig gekalibreerd. Dezelfde aanpak
was nodig om de totale accuspanning van
maximaal 160 V met enkele mV nauwkeurigheid
te kunnen meten.
Het BMS levert nog een andere belangrijke
bijdrage aan het verbeteren van de ef-
ciëntie. Een accupakket werkt optimaal als
alle cellen een gelijke capaciteit hebben; bij
serieschakeling is de cel met de laagste capaciteit
bepalend voor de prestatie. Daarom
hebben we een hoop energie gestoken in
het ontwikkelen van een accubalanceersysteem.
Dit ontlaadt alle cellen naar dezelfde
spanning en brengt ze daarmee op gelijke
capaciteit. Voorheen gebeurde dat handmatig
in een langdurige procedure.
We hebben er voortdurend naar gestreefd
om de auto zo simpel en betrouwbaar
mogelijk uit te voeren. Zo hebben we
op elektrisch gebied onder meer gekozen
voor één accupakket met een geïntegreerde
‘opstart’-print, in plaats van de aanpak uit
de vorige modellen met twee pakketten en
een aparte start-upbox. Het oude systeem
vereiste voor het veilig in- en uitschakelen
drie relais, terwijl er nu nog maar een nodig
is. Verder zijn de serieschakelingen van de
Li-ionbatterijcellen niet met soldeerverbindingen
gemaakt maar met puntlassen. Deze
zijn betrouwbaarder en zorgen voor minder
opwarming tijdens de bewerking. Bij de
verplichte keuring door de raceorganisatie
zeiden de scrutinizers over de elektrische
veiligheid en de uitvoering van het accupakket:
the rst team to do it right. Een mooie
bevestiging voor onze keuze.
Bert van den Berg is projectleider bij 3T in Enschede.
Koen Bosman (student elektrotechniek
aan hogeschool Saxion in Enschede) en Tom
Vocke (student elektrotechniek aan de Universiteit
Twente) waren in Solar Team Twente
2011 verantwoordelijk voor de elektronica.
Hans van Eerden is freelance tekstschrijver.
Redactie Pieter Edelman
3 | 51