Integración eléctrica aire acondicionado de estacionamiento: Talla de cable, Fusión, Carga DC-DC y corte de baja tensión

La queja que nunca se trata del aire acondicionado

Una flota llama. El aire acondicionado funciona durante cuarenta minutos, luego se detiene. Reiniciarlo funciona por otros veinte minutos. El taller verifica el refrigerante, el controlador, el compresor, todo es nominal en el banco. La unidad es reemplazada bajo garantía. El reemplazo se comporta de manera idéntica.

Nueve veces de cada diez la causa es la caída de voltaje. El controlador de la unidad mide la tensión de suministro en sus propias terminales. Cuando el compresor sube, la corriente aumenta, el cable entre la batería y la unidad baja más voltios, y el controlador ve un voltaje por debajo de su umbral de corte. Se apaga para proteger la batería... correctamente. El conductor lo experimenta como un aire acondicionado roto.

Este artículo es la mitad eléctrica de una instalación de aire acondicionado de estacionamiento: cable, fusible, carga, corte y tierra. Está escrito para instaladores, talleres de flota y carrocerías, y los números son para el dibujo actual de los modelos en nuestra gama, pero el método se aplica a cualquier unidad de refrigeración 12V/24V DC.

Comience con la corriente real, no con la etiqueta

Cada unidad tiene tres cifras actuales que importan, y no son el mismo número.

• Corriente de ejecución nominal — lo que la unidad dibuja en condiciones nominales con el compresor a una velocidad constante. Para el CU2700 a 24V esto está en la banda 9-33 A; a 12V, 20-40 A.
• Corriente máxima de ejecución — lo que dibuja a la velocidad máxima del compresor, la velocidad máxima del ventilador, en ambiente elevado. Este es el número para el cable de tamaño y se fusiona contra. K201 PRO, el modelo de dibujo más alto de la gama, se especifica en 45-60 A en 12V.
• Empieza el aumento — la entrada que dura decenas de milisegundos cuando se inicia el compresor. Puede llegar a dos a tres veces la corriente en ejecución. No va a soplar un fusible de tamaño lento correctamente, pero se tropieza con un interruptor de acción rápida de tamaño demasiado apretado.

Utilice la figura máxima. Un cable de tamaño para la corriente nominal pasará las pruebas de aceptación en un taller suave y fallará en un verano de 45 °C.

Dos notas sobre la lectura de esta mesa. Primero, los rangos son amplios porque la velocidad del compresor es variable: la parte inferior del rango es una unidad ligeramente cargada por la noche, la parte superior es una cabina empapada de calor a las 15:00. Segundo, el EcoMax 3S dibuja más en modo de calefacción que en modo de refrigeración en 12V, que captura a los instaladores que dimensionan el circuito en verano y comisionan el vehículo en invierno.

Tamaño del cable: el cálculo de la caída de tensión

El cable tiene resistencia, y la corriente a través de la resistencia produce una caída de voltaje que es proporcional a la longitud. La fórmula para un circuito DC de dos hilos es:

A = (2 × L × I × ρ) ÷ Vd

Cuando A es la sección transversal del conductor en mm², L es la longitud de la carrera de una vía en metros, I es la corriente en los amplificadores, ρ es la resistividad del cobre (0,0175 mm²/m a 20 °C) y Vd es la caída de tensión máxima aceptable en voltios.

Para sistemas de 12V, utilizar Vd = 0,36 V (el 3 % de 12 V). Para sistemas de 24V, utilizar Vd = 0,72 V (3 % de 24 V). El tres por ciento es el objetivo convencional para un circuito de corriente continua dedicado y constituye un límite razonable para un compresor, que tolera mucho menos las caídas de tensión que una lámpara.

Ejemplo trabajado: 12V, 50 A, 4 m

A = (2 × 4 × 50 × 0,0175) ÷ 0,36 = 7,0 ÷ 0,36 ≈ 19,4 mm²

Redondo hasta el siguiente tamaño disponible: 25 mm² (o 20 mm² si su proveedor lo almacena y la carrera es realmente 4 m incluyendo la devolución). El uso de 16 mm² aquí caería 0,44 V a 50 A — 3,7% — y notablemente más una vez que el cable esté caliente, lo que será.

Ejemplo trabajado: 24V, 33 A, 4 m

A = (2 × 4 × 33 × 0,0175) ÷ 0,72 = 4,62 ÷ 0,72 ≈ 6,4 mm²

Redondo hasta 10 mm². Esta es la razón práctica por la que los camiones 24V son más fáciles: la misma capacidad física de refrigeración necesita aproximadamente un cuarto de la sección transversal de cobre, porque la caída de tensión escala con el cuadrado de tensión para la misma potencia.

Cuadro de referencia

Mide correctamente el recorrido. "Cuatro metros" en un camión suele significar seis una vez que sigue el raíl del marco, evita el escape, pasa a través de un grommet y llega a la unidad. El cable es barato en comparación con una visita de regreso.

Ampacidad es un segundo, cheque separado

La caída de tensión le da el mínimo para el rendimiento; la capacidad de carga actual le da el mínimo para la seguridad. Un cable de cobre flexible de 25 mm² en aire libre suele ser muy superior a 100 A, por lo que para estas cargas la caída de voltaje es casi siempre la restricción de unión, pero en una bahía de motores calientes, envuelto con otros cables, los factores de derrame importan. Si el cable pasa a través de una zona caliente, derrame la ampacidad por el factor de corrección ambiental o aumente un tamaño.

Fusión y aislamiento

El fusible protege el cable, no el aparato. Tamaño por encima de la corriente máxima de ejecución y por debajo de la amplitud del cable:

• Calificación: 1,25–1,5 × corriente máxima de ejecución. Para un pico de 50 A, use un fusible de 60-70 A. Para 60 A, utilizar 80 A.
• Tipo: agujereo lento (ANL, MEGA o tornillo equivalente) para conducir a través de la oleada de salida. Un rompedor de acción rápida en la misma calificación será fastidioso-trip en reinicios calientes.
• Lugar: dentro de 30 cm de la terminal positiva de la batería, en el lado de la batería de cualquier largo funcionamiento del cable. El objetivo es proteger el cable entre la batería y el aparato, por lo que un fusible en el extremo del aparato no protege casi nada.
• Aislamiento: Encajar un aislador de batería o un interruptor dedicado en el circuito para que la unidad pueda ser reparada sin herramientas en el poste de la batería. Las flotas que se saltan de esto terminan desconectando la batería principal para cambiar un controlador.

Aterrizaje: chasis o retorno dedicado?

El lado negativo merece tanta atención como el positivo, y generalmente no recibe ninguno.

Devolución del chasis es aceptable si se verifica la trayectoria del chasis y sólo si se verifica la misma. Medir desde la terminal negativa de la unidad hasta el poste negativo de la batería bajo carga completa: si usted ve más de 0,1 V, la ruta del chasis está contribuyendo a más caída que el cable positivo, y debe ejecutar un retorno dedicado. Las costuras de cuerpo corroídas, los soportes pintados y las estructuras de aluminio rematadas añaden resistencia que un múltiplemetro en un circuito descargado no revelará.

Devolución dedicada de la misma sección que el positivo es la opción fiable, y es obligatorio en los vehículos con estructuras compuestas o encadenadas, y en los remolques. Cuesta un cable más y elimina toda una clase de fallos intermitentes.

Una consideración más: la electrónica de la unidad hace referencia a su propio terreno. Si el chasis y el suelo de la unidad se sientan a diferentes potenciales bajo carga, la medición de voltaje del controlador es incorrecta incluso cuando la batería está bien, y el corte de baja tensión se disparará temprano.

Carga: por qué un camión moderno necesita un cargador DC-DC

Hace veinte años un alternador era un dispositivo tonto que mantenía 14,2 V cuando el motor funcionaba. Los camiones modernos no son así. Los vehículos Euro 6 y EPA utilizan alternadores inteligentes y controlados por el ECU que caen deliberadamente a 12,5-13,2 V cuando creen que la batería de arranque está cargada, con el fin de reducir la carga y las emisiones. Algunos recortan la carga enteramente por sobrepaso.

La consecuencia para un sistema auxiliar es directa: un relé de carga dividida conectado a un alternador inteligente entregará 12,6 V, que no cargará un paquete de litio más allá de un 70 % de estado de carga, y puede no cargarlo en absoluto si la batería auxiliar ya está parcialmente llena.

A Cargador DC-DC Resuelve esto tomando lo que el vehículo suministra y convirtiéndolo en un perfil de carga adecuado de varias etapas para la química auxiliar. Clasificación de las normas que funcionan en la práctica:

• Actualidad del cargador: 0,2–0,4 C para LiFePO4, así que 60–120 A para un envase de 300 Ah, limitado por lo que el alternador puede reponer. Un cargador 40 A llenará 300 Ah desde el 50 % en unas cuatro horas de conducción; un cargador 60 A en menos de tres.
• Cuartel principal de los alternadores: no excedan aproximadamente del 30–40 % de la salida nominal del alternador para carga auxiliar, y recuerden que al inactivo el alternador produce una fracción de su corriente nominal. No espere una carga significativa mientras el camión se sienta por lento – que derrota el propósito de un sistema sin hilos.
• Cable entre la batería de arranque y el cargador: tamaño para la corriente del cargador con el mismo método de caída de voltaje. Un cargador 60 A a 5 m de la batería de arranque necesita aproximadamente 25 mm² en 12V.
• Señal de encendido: la mayoría de los cargadores DC-DC necesitan una señal de encendido o D+ para iniciar la carga. Tomarlo de un circuito de encendido fusionado, no de la lámpara de advertencia alternadora, que se comporta de manera diferente en los vehículos inteligentes de carga.

Para la recarga solar, un controlador MPPT de la gama 300–600 W es una coincidencia razonable para un paquete de 200–300 Ah en un camión que estaciona bajo el sol, que es exactamente la condición que también carga más duro el aire acondicionado. No esperes que la energía solar ejecute directamente el aire acondicionado; trátalo como un suplemento que prolonga la noche por una hora o dos y mantiene el paquete saludable durante largos períodos de estacionamiento.

Corte de baja tensión: el ajuste que decide si el camión arranca

Cada controlador de aire acondicionado de estacionamiento tiene un umbral de protección de baja tensión. Cuando el voltaje de alimentación cae por debajo de él, el compresor se detiene, y se reinicia cuando el voltaje se recupera por encima de una banda de histéresis. Errar el umbral en cualquiera de las direcciones y tienes un problema: demasiado bajo y se arrastra el camión, demasiado alto y la unidad se apaga mientras la batería todavía es perfectamente utilizable.

Dos puntos prácticos. Primero, el voltaje que el controlador mide es: bajo carga. Un paquete a 12,4 V de reposo puede leer 11,9 V a 50 A si el cable es marginal, por lo que un ajuste de corte correcto no puede compensar el cable de tamaño bajo. Arregla el cable primero.

Segundo, verificar el ajuste antes de que el vehículo salga del taller. Muchos controladores se envían con un defecto plomo-ácido. En un paquete de litio que por defecto es conservador pero seguro; en un paquete de plomo-ácido con por defecto de litio, el conductor destruirá la batería en una temporada. Ponga el ajuste medido en la hoja de puesta en marcha.

Una lista de comisionación que capta los fallos reales

Ejecute esto en el primer vehículo de cada lote, y verifique uno en cada diez después.

1. Medir el voltaje de la batería de circuito abierto y grabarlo.
2. Inicie la unidad al máximo de refrigeración y medir el voltaje en las terminales de la unidad, no en la batería. La diferencia es su caída real bajo carga.
3. Compare con la caída calculada. Más del 3 % significa que el cable, las terminaciones o la ruta del suelo está equivocada.
4. Pinza-metro de la corriente en el cable positivo y comparar con la hoja de especificación a ese voltaje.
5. Comprobar la temperatura de cada terminación después de diez minutos a toda carga — un cojín caliente es un cojín suelto.
6. Confirmar la calificación de fusible contra la corriente registrada, y confirmar que el fusible está dentro de 30 cm de la batería.
7. Confirmar los umbrales de corte y reinicio y escríbalas en la hoja de puesta en servicio.
8. Comprobar el comportamiento del cargador DC-DC con el motor en marcha: la corriente en el paquete auxiliar debe ser positiva y aumentar.
9. Inspeccionar el enrutamiento del cable para los puntos de abrasión, la proximidad de escape y la protección de grommet en cada cruce del panel.
10. Ejecutar una prueba de noche completa en un vehículo antes de liberar el lote: voltaje de registro a las 22:00, 02:00 y 06:00, y confirmar el inicio de la mañana.

Calidad de terminación: cuando las instalaciones realmente fallan

El cable rara vez falla en el medio. Falla al final.

• Crimp con la herramienta correcta para el tipo de lug, y pull-test cada conexión. Una crimp que puede ser retorcida a mano calentará bajo carga.
• Utilice un calentador adhesivo-acortado sobre el barril, no la cinta. La cinta se desencadena en una bahía de motores dentro de una temporada.
• Estaño o sello cobre expuesto en el extremo de la batería, porque la niebla ácida y el aire salado corroen hilos invisiblemente bajo aislamiento.
• Soportar el cable cada 300 mm y en ambos extremos, por lo que la vibración no funciona suelto.
• Grommet todos los paneles cruzando, y añadir un bucle de goteo donde el cable entra en la cabina o la abertura del techo para que el agua se apague en lugar de en la unidad.

Estos no son detalles cosméticos. En los datos de garantía, las terminaciones de alta resistencia aparecen como cierres intermitentes que ninguna cantidad de reemplazo del controlador se arreglará.

Tamaño de todo el sistema: un ejemplo trabajado

Un camión de larga distancia de 24V, 4 m3 de dormir, clima adyacente al Golfo, 250 Ah LiFePO4 paquete auxiliar, VS02-PRO a 24V.

• Dibujo de la unidad: 10-33 A a 24V, pico 33 A, promedio durante una noche de ocho horas a 45 °C alrededor del 45-50 % del derecho → aproximadamente 18 A promedio, 145 Ah consumidos.
• Cable: 33 A sobre 4 m a 24V → 6,4 mm² calculado, especificar 10 mm² para el margen.
• Fusión: 1,25 × 33 = 41 A → 50 A lento-sofo.
• Carga: 145 Ah para sustituir, más 20 % de margen = 175 Ah. Un cargador de 40 A DC-DC reemplaza a eso en unas 4,5 horas de conducción, cómodamente dentro de un turno normal.
• Cuerto: 24,0 V en LiFePO4 con BMS, reiniciar a 24,5 V.
• Resultado: los ciclos de envasado entre aproximadamente el 100 % y el 42 % de la profundidad de descarga, lo que constituye una banda cómoda para la vida útil del ciclo, y el comienzo matutino nunca está en riesgo.

Cambie una variable — un sistema de 12V en lugar de 24V— y cada número se mueve: corriente duplica a aproximadamente 36 Un promedio, el cable va a 25 mm², fusible a 80 A, y la misma energía requiere el doble de las horas de ampere. Por eso citamos la calificación de 24V para los ciclos de trabajo más pesados.

Preguntas frecuentes

Cable de tamaño por caída de voltaje a la corriente máxima, fusible en 1,25-1.5× que la corriente cercana a la batería, verificar la trayectoria del suelo bajo carga, cargar a través de un convertidor DC-DC en cualquier camión moderno, y establecer el corte para la química que realmente instalado. Hacer esas cinco cosas y la llamada "sigue cortando" nunca sucede.