Estacionamento de integração elétrica AC: tamanho do cabo, Fusão, DC-DC Carregamento e corte de baixa tensão

A queixa que nunca é sobre o ar condicionado

Uma frota chama. O ar condicionado funciona por quarenta minutos, então para. Reinicializando funciona por mais vinte minutos. A oficina verifica o refrigerante, o controlador, o compressor — tudo é nominal no banco. A unidade é substituída sob garantia. A substituição se comporta de forma idêntica.

Nove vezes em dez a causa é a queda de tensão. O controlador da unidade mede a tensão de fornecimento em seus próprios terminais. Quando o compressor subir, a corrente sobe, o cabo entre bateria e unidade cai mais volts, e o controlador vê uma tensão abaixo do seu limite de corte. Ele desliga para proteger a bateria — corretamente. O motorista experimenta como um ar condicionado quebrado.

Este artigo é a metade elétrica de uma instalação de AC de estacionamento: cabo, fusível, carga, corte e aterramento. Está escrito para instaladores, oficinas de frota e construtores de corpos, e os números são para o desenho atual dos modelos em nossa gama, mas o método se aplica a qualquer unidade de refrigeração de 12V/24V DC.

Comece com a atualidade real, não com o rótulo

Cada unidade tem três números atuais que importam, e eles não são o mesmo número.

• Corrente de execução nominal — o que a unidade desenha em condições avaliadas com o compressor a uma velocidade constante. Para o CU2700 em 24V, isto está na banda 9- 33 A; em 12V, 20- 40 A.
• Atualidade máxima executada — o que ele desenha a velocidade máxima do compressor, velocidade máxima do ventilador, em ambiente elevado. Este é o número para o tamanho do cabo e fusível contra. O K201 PRO, o modelo de desenho mais alto do intervalo, é especificado em 45–60 A em 12V.
• Inicie o aumento — a entrada que dura dezenas de milisegundos quando o compressor começa. Pode atingir duas a três vezes a corrente. Ele não vai soprar um fusível de tamanho correto, mas irá atacar um disjuntor de ação rápida de tamanho muito apertado.

Use a figura de pico. Um cabo de tamanho para corrente nominal passará testes de aceitação em uma oficina leve e falhará em um verão de 45 °C.

Duas notas sobre a leitura desta tabela. Primeiro, os intervalos são largos porque a velocidade do compressor é variável — o fundo do intervalo é uma unidade levemente carregada à noite, o topo é uma cabine aquecida às 15:00. Em segundo lugar, o EcoMax 3S desenha mais em modo de aquecimento do que em modo de refrigeração em 12V, que captura instaladores que dimensionam o circuito no verão e comissionam o veículo no inverno.

Tamanho do cabo: o cálculo da queda de tensão

O cabo tem resistência, e a corrente através da resistência produz uma queda de tensão proporcional ao comprimento. A fórmula para um circuito DC de dois fios é:

A = (2 × L × I × ρ) ÷ Vd

Onde A é a seção transversal do condutor em mm², L é o comprimento de rodada de um senso em metros, I é corrente em amplificadores, ρ é a resistividade de cobre (0,0175 ‡·mm²/m em 20 °C), e Vd é a queda de tensão máxima aceitável em volts.

Para sistemas 12V, use Vd = 0,36 V (3% de 12 V). Para sistemas 24V, usar Vd = 0,72 V (3 % de 24 V). Três por cento é a meta convencional para um circuito dedicado de corrente contínua e constitui um limite razoável para um compressor, que tolera quedas de tensão muito menos do que uma lâmpada.

Exemplo trabalhado: 12V, 50 A, 4 m

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

Arredo para o próximo tamanho disponível: 25 mm² (ou 20 mm² se o seu fornecedor o armazenar e a corrida for genuinamente 4 m, incluindo o retorno). Usando 16 mm² aqui cairia 0,44 V em 50 A — 3,7 % — e notavelmente mais uma vez que o cabo esteja quente, o que será.

Exemplo trabalhado: 24V, 33 A, 4 m

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

Redondo até 10 mm². Este é o motivo prático dos caminhões 24V são mais fáceis: a mesma capacidade de refrigeração física necessita aproximadamente de um quarto da seção transversal de cobre, porque a queda de tensão escala com o quadrado de tensão para a mesma potência.

Tabela de referência

Meça a corrida corretamente. "Quatro metros" num caminhão geralmente significa seis uma vez que você segue o carril do quadro, evita o escape, passa por um grommet e chega à unidade. O cabo é barato em comparação com uma visita de retorno.

Ampacidade é uma segunda verificação separada

A queda de tensão dá- lhe o mínimo para o desempenho; a capacidade de carregamento atual dá- lhe o mínimo de segurança. Um cabo de cobre flexível de 25 mm² no ar livre é normalmente avaliado bem acima de 100 A, por isso, para estas cargas a queda de tensão é quase sempre a limitação de ligação — mas em uma baía de motores quentes, em conjunto com outros cabos, os fatores de depravação importam. Se o cabo passar por uma zona quente, derate a ampacidade pelo fator de correção ambiental ou aumente um tamanho.

Fusão e isolamento

O fusível protege o cabo, não o aparelho. Tamanho acima da corrente máxima de execução e abaixo da ampacidade do cabo:

• Classificação: 1.25-1.5 × corrente máxima de execução. Para um pico de 50 A, use um fusível de 60- 70 A. Para 60 A, use 80 A.
• Tipo: lento (ANL, MEGA ou equivalente para baixo) para correr através do pico inicial. Um disjuntor de ação rápida na mesma classificação irá fazer uma viagem de incômodo nos reinicios quentes.
• Localização: dentro de 30 cm do terminal positivo da bateria, do lado da bateria de qualquer cabo longo. O objetivo é proteger o cabo entre bateria e aparelho, de modo que um fusível na extremidade do aparelho não protege quase nada.
• Isolamento: Encaixe um isolador de bateria ou um interruptor dedicado no circuito para que a unidade possa ser servida sem ferramentas no poste da bateria. As frotas que pulam isso acabam desligando a bateria principal para mudar um controlador.

Fundamentação: chassi ou retorno dedicado?

O lado negativo merece tanta atenção quanto o positivo, e geralmente não recebe nenhum.

Retornar o chassis é aceitável se — e somente se — o caminho do chassi for verificado. Medir do terminal negativo da unidade para o post negativo da bateria em carga completa: se você ver mais de 0,1 V, o caminho do chassi está contribuindo com mais queda do que o cabo positivo, e você deve executar um retorno dedicado. As costuras corpo corrodadas, os suportes pintados e as estruturas de alumínio rebitadas adicionam resistência que um múltiploímetro num circuito descarregado não revelará.

Devolução dedicada da mesma seção transversal que o positivo é a escolha confiável, e é obrigatória em veículos com estruturas compósitos ou ligadas, e em reboques. Custa mais um cabo e remove uma classe inteira de falhas intermitentes.

Mais uma consideração: a eletrônica da unidade refere- se ao seu próprio terreno. Se o chassi e o solo da unidade estiverem em diferentes potenciais sob carga, a medida da tensão do controlador está errada mesmo quando a bateria estiver bem — e o corte de baixa tensão irá disparar mais cedo.

Carregamento: por que um caminhão moderno precisa de um carregador DC-DC

Há vinte anos, um alternador era um dispositivo burro que segurava 14,2 V sempre que o motor funcionava. Os caminhões modernos não são assim. Veículos conformes com a EPA e Euro 6 usam alternadores inteligentes controlados com ECU que descem deliberadamente para 12,5– 13,2 V quando acreditam que a bateria de arranque está carregada, a fim de reduzir carga e emissões. Alguns cortam a carga inteiramente no inverno.

A consequência para um sistema auxiliar é direta: um relé de carga dividida conectado a um alternador inteligente entregará 12,6 V, o que não carregará um pacote de lítio além de cerca de 70% do estado de carga, e poderá não carregar se a bateria auxiliar já estiver parcialmente cheia.

A Carregador DC- DC Resolve isto tomando o que o veículo fornecer e convertendo- o para um perfil de carga de vários estágios adequado para a química auxiliar. Regras de dimensionamento que funcionam na prática:

• Atualidade do carregador: 0,2– 0,4 C para o LiFePO4, assim 60– 120 A para um pacote de 300 Ah, limitado pelo que o alternador pode poupar. Um carregador 40 A irá reabastecer 300 Ah a partir de 50 % em cerca de quatro horas de condução; um carregador 60 A em menos de três.
• Alternador de cabeça: não exceda cerca de 30- 40 % da saída nominal do alternador para carga auxiliar, e lembre- se de que ao inactivo o alternador produz uma fração da sua corrente nominal. Não espere carregamento significativo enquanto o caminhão fica com o retardo — isso derrota o propósito de um sistema sem ofuscamento.
• Cabo entre a bateria de arranque e o carregador: tamanho para a corrente do carregador com o mesmo método de queda de tensão. Um carregador 60 A a 5 m da bateria de arranque necessita de cerca de 25 mm² em 12V.
• Sinal de ignição: a maioria dos carregadores DC- DC necessita de um sinal de ignição ou D+ para iniciar a carga. Tome- o de um circuito de ignição fundido, não da lâmpada de aviso alternador, que se comporta de forma diferente em veículos de carregamento inteligente.

Para o reforço solar, um controlador MPPT na gama 300– 600 W é uma combinação sensata para um pacote de 200– 300 Ah em um caminhão que estaciona no sol — que é exatamente a condição que também carrega mais o ar condicionado. Não espere que o solar execute o AC diretamente; trate- o como um suplemento que prolonga a noite por uma ou duas horas e mantém o pacote saudável durante longos períodos de estacionamento.

Corte de baixa tensão: a configuração que decide se o caminhão começa

Cada controlador de ar condicionado de estacionamento tem um limiar de proteção de baixa tensão. Quando a tensão de alimentação cai abaixo dela, o compressor para, e ele reinicia quando a tensão recupera acima de uma banda de histérese. Obter o limiar errado em qualquer direção e você tem um problema: muito baixo e você encaixa o caminhão, muito alto e a unidade se desliga enquanto a bateria ainda é perfeitamente utilizável.

Dois pontos práticos. Primeiro, a tensão que o controlador mede é sob carga. Um pacote em 12,4 V de descanso pode ler 11,9 V em 50 A se o cabo for marginal — por isso, uma configuração de corte correta não pode compensar o cabo de tamanho inferior. Conserte o cabo primeiro.

Segundo, verificar a configuração antes do veículo sair da oficina. Muitos controladores são enviados com um padrão de chumbo- ácido. Em um pacote de lítio que o padrão é conservador, mas seguro; em um pacote de chumbo- ácido com o padrão de lítio, o driver irá destruir a bateria em uma temporada. Coloque a configuração medida na folha de comissionamento.

Uma lista de verificação de comissionamento que capta as falhas reais

Execute isto no primeiro veículo de cada lote, e verifique um em dez depois.

1. Medir a tensão da bateria do circuito aberto e gravar.
2. Inicie a unidade no máximo de resfriamento e medir a tensão nos terminais da unidade, não na bateria. A diferença é a sua verdadeira queda sob carga.
3. Compare com a queda calculada. Mais de 3 % significa que o cabo, as terminações ou o caminho do solo estão errados.
4. Plamp-meter a corrente no cabo positivo e compare com a folha especifica àquela voltagem.
5. Verifique a temperatura de cada terminação depois de dez minutos a carga completa — um carrinho quente é um carrinho solto.
6. Confirme a classificação dos fusíveis contra a corrente gravada, e confirme que o fusível está dentro de 30 cm da bateria.
7. Confirme os limiares de corte e reinicio e escreva- as na folha de comissionamento.
8. Verifique o comportamento do carregador DC-DC com o motor em funcionamento: a corrente no pacote auxiliar deve ser positiva e aumentar.
9. Inspecionar o encaminhamento do cabo para pontos de abrasão, exaustão da proximidade e proteção em cada cruzamento de painel.
10. Executar um teste de noite inteira em um veículo antes de lançar o lote: tensão de log às 22:00, 02:00 e 06:00, e confirme o início da manhã.

Qualidade de terminação: onde as instalações realmente falham

O cabo raramente falha no meio. Ele falha no final.

• Crimp com a ferramenta certa para o tipo de lug, e puxar- testar cada conexão. Um crimp que pode ser torcido à mão vai aquecer sob carga.
• Usar adesivo-reduzimento de calor sobre o barril, não fita. A fita se desfaz em uma baía de motores dentro de uma temporada.
• Lata ou selo exposto cobre no final da bateria, porque a névoa ácida e o ar salgado corroem fios invisivelmente sob isolamento.
• Suporte ao cabo a cada 300 mm e em ambas as extremidades, para que a vibração não trabalhe o lug solto.
• Grommet todos os cruzamentos de painel, e adicione um loop de gotejamento onde o cabo entra na cabine ou na abertura do telhado para que a água corra fora em vez de para a unidade.

Estes não são detalhes cosméticos. Em dados de garantia, terminações de alta resistência aparecem como desligamentos intermitentes que nenhuma quantidade de substituição do controlador irá corrigir.

Tamanho de todo o sistema: um exemplo trabalhado

A 24V caminhão de longa distância, 4 m3, clima adjacente ao Golfo, 250 Ah Pacote auxiliar do LiFePO4, VS02-PRO em 24V.

• Desenho da unidade: 10- 33 A em 24V, pico 33 A, média durante uma noite de oito horas a 45 °C em torno de 45- 50 % de imposto → aproximadamente 18 A média, 145 Ah consumido.
• Cabo: 33 A acima de 4 m em 24V → 6,4 mm² calculado, especifique 10 mm² para a margem.
• Fusão: 1,25 × 33 = 41 A → 50 A lento- lapidação.
• Carregamento: 145 Ah para substituir, mais 20% de margem = 175 Ah. Um carregador DC- DC 40 substitui isso em cerca de 4,5 horas de condução — confortavelmente dentro de um turno normal.
• Cutoff: 24,0 V no LiFePO4 com BMS, reinicie no 24,5 V.
• Resultado: o pacote tem ciclos entre cerca de 100% e 42% de profundidade de descarga, que é uma faixa confortável para a vida do ciclo, e o início da manhã nunca está em risco.

Mude uma variável — um sistema de 12V em vez de 24V — e cada número se move: a corrente dobra para cerca de 36 A média, o cabo vai para 25 mm², fusível para 80 A, e a mesma energia requer o dobro da ampere- horas. É por isso que citamos a classificação 24V para os ciclos de trabalho mais pesados.

Perguntas frequentes

Cabo de tamanho por queda de tensão no pico de corrente, fusível em 1,25 – 1,5 × que a corrente perto da bateria, verifique o caminho do solo sob carga, carregue através de um conversor DC- DC em qualquer caminhão moderno, e defina o ponto de corte para a química que você realmente instalou. Faça essas cinco coisas e a chamada "que continua cortando" nunca acontece.