商用電気自動車に不適切なバッテリー熱管理システム(BTMS)を選択すると、高額なコストがかかります。容量不足のBTMSは、バッテリーの過熱、充電電流の低下、およびセルの早期劣化を引き起こします。容量過剰のBTMSは、不必要な重量、コスト、および寄生エネルギー消費を増加させます。
選択プロセスは、すべてに当てはまる単一の方法ではありません。冷却能力、ポンプ性能、電気アーキテクチャ、および物理的寸法はすべて、特定の車両プラットフォーム、バッテリー構成、および動作環境に適合させる必要があります。このガイドでは、実際のNewbase製品仕様とフィールド展開データを参照として使用し、7つのステップでエンジニアリング選択プロセスを説明します。
地域別の選択コンテキスト:欧州の長距離トラック(EU規制2023/1230準拠が必要)または北米のクラス8トラック(FMVSS 305、UL 2580)向けの同じ300kWhパックは、追加の電気安全およびEMC要件をもたらし、BTMS仕様に影響を与えます。以下の選択方法論は、これらの地域要因を考慮しています。
BTMSが除去する必要がある総熱量(Q_total)は、次の3つのソースから発生します。
1. バッテリー内部発熱(Q_battery)
放電中、リチウムイオンセルは内部抵抗(オーム加熱)により熱を発生します。発熱率は、セルの内部抵抗と電流の二乗に依存します。
実用的な計算式:Q_battery = I2 x R_cell x N_cells
ここで:
一般的な280Ah LFPセルで1C放電(280A)、内部抵抗0.3mΩの場合、各セルは約23.5Wの熱を発生します。300kWhパック(約1,050セル)は、持続的な1C放電中に約24.7kWの熱を発生します。
2. 高速充電熱(Q_charging)
1CでのDC急速充電は、リチベーション中の過電圧が高いため、同じレートでの放電よりも1.5〜2倍多くの熱を発生します。150kW(0.5C)で充電中の300kWhパックは約12〜15kWの熱を発生します。
3. 外気熱の侵入(Q_ambient)
高温環境(外気温40℃以上)では、バッテリーエンクロージャーは周囲から熱を吸収します。これは通常、内部発熱の10〜20%です。
実用的な計算式: Q_total = Q_battery + Q_charging + Q_ambient
フィールド例: 外気温42℃の鉱山環境にある423kWhの大型トラック用バッテリーの場合、熱負荷の内訳は次のとおりです。
これは、単一の16kW BTMSではピーク負荷全体を処理できないことを確認しています。実用的な解決策は、BTMS冷却とバッテリー電力管理の組み合わせです。BMSは極端な条件下で放電を0.7Cに制限し、BTMSに必要な部分を16kWにします。これは、大型トラックの熱管理における標準的な慣行です。
地域に関する注記 - 北米およびオーストラリア:西オーストラリア州のピルバラ地域(外気温48℃、低湿度)またはアリゾナ/カリフォルニアの鉱山で運用されるフリートの場合、日陰のないバッテリーエンクロージャーへの太陽放射のため、外気熱侵入項(Q_ambient)は標準計算よりも30〜40%増加させる必要があります。2024年のオーストラリアの鉱山トラックプロジェクトでは、標準計算で予測された4kWに対し、48℃でエンクロージャー壁を通して6.2kWの外気熱侵入を測定しました。これにより、当初計画されていた12kWではなく16kWのユニットが必要になりました。
| バッテリーパック容量 | 一般的な用途 | 推奨BTMS | Newbaseモデル |
|---|---|---|---|
| 50-100 kWh | 小型トラック、配送バン | 5 kW | 5 kW(≥80 kg、220-350 VDC) |
| 100-200 kWh | 中型トラック、都市バス | 8 kW | 8 kW(50 kg、400-750 VDC) |
| 200-350 kWh | 大型トラック、長距離輸送 | 10-12 kW | 10 kWまたは12 kW |
| 350-500 kWh | 鉱山トラック、重機建設 | 12-16 kW | 12 kWまたは16 kW |
| 500 kWh以上 | 超大型鉱山トラック | 2x 12 kWまたは2x 16 kW | デュアルユニット構成 |
地域に関する注記 - EUおよび北米:欧州OEMの場合、デュアルユニットの冗長性アプローチは、EU 2023/1230(機械指令)の機能安全要件に準拠しており、熱管理システムにおける単一点故障が危険な状態を引き起こしてはならないことを義務付けています。北米のクラス8トラックの場合、FMVSS 305の電解質漏洩封じ込め要件は、クーラントループのOリングフェイスシール(Newbaseユニットの標準)が圧縮継手よりもコンプライアンス上の利点があることを意味します。選択したユニットのクーラント継手がSAE J2044または同等の仕様を満たしていることを確認してください。
BTMSは、あらゆる外気温条件下で動作できる必要があります。
最高外気温: Newbaseユニットは、外気温-30℃から+80℃(5-10kWモデル)または-30℃から+60℃(12-16kWモデル)で定格されています。12-16kWの上限の5℃の違いは、より大きなコンプレッサーの変位によるもので、より多くの内部熱を発生します。
最低外気温: 寒冷地での運用の場合、BTMSにPTCヒーターオプションが含まれていることを確認してください。5kW、10kW、および12kWのユニットは、オプションのPTCヒーター(それぞれ6-14kW、24kW、および12kW)を提供しています。
標高:標高2,000mを超えると、空気密度が低下し、コンデンサーの放熱が約100mあたり1%減少します。4,000mでは、定格低下は約20%です。16kWユニットのコンデンサーは、それを補償するために25%大きい面面積で設計されています。
侵入保護: オフロード、鉱業、建設車両の場合、IP67定格の電気部品が不可欠です。すべてのNewbase 8-16kWユニットは、SGSテストで検証されたIP67電気部品とIP27ユニットアセンブリを備えています。
地域別の環境考慮事項
北欧および北欧(スウェーデン、ノルウェー、フィンランド、カナダ):
東南アジアおよび沿岸部(タイ、インドネシア、フィリピン、ベトナム):
オーストラリアの鉱業(ピルバラ、クイーンズランド):
BTMSの電気システムは、車両の電気アーキテクチャと一致する必要があります。
高電圧供給:
低電圧制御: 24 VDC(18-32 VDC範囲)、過渡耐性に関するISO 7637-2に準拠。
通信インターフェース: CAN 2.0、J1939(大型トラック)またはCANopen(ESSおよび産業用)用に構成可能。Newbaseコントローラーは、同じハードウェアで両方のプロトコルをサポートし、ソフトウェア構成で選択可能です。
カスタマイズ: OEMクライアントの場合、Newbaseは車両の既存のメッセージセットに合わせてCANデータベース(.dbcファイル)をカスタマイズできます。これにより、ゲートウェイモジュールの必要がなくなり、統合コストが削減されます。
地域別の電気規格
北米:
欧州連合:
オーストラリア:
クーラント流量:
ポンプカーブは、システム圧力損失に適合させる必要があります。バッテリーパックのコールドプレート、配管、および継手は、流量によって変動する圧力損失を発生させます。ポンプは効率的な範囲内で動作する必要があります。
クーラントの種類: エチレングリコールクーラントと脱イオン水(DI水)の50/50ブレンド。水道水を使用すると、スケール堆積や腐食が発生します。DI水要件は、高電圧システムにとって重要です。導電性クーラントは、電気分解や地絡検出エラーを引き起こす可能性があります。
極寒冷地(-35℃未満)の場合、60/40のエチレングリコール/DI水混合物が推奨されます。Newbaseポンプカーブは、-40℃で60/40濃度で検証されており、標準の50/50ブレンドと比較して流量は約12%減少します。標準外のクーラント濃度を使用する場合は、この減少をシステム圧力損失計算に考慮してください。
継手のサイズ: 入口/出口O25mm、オプションのO8mmオーバーフローパイプ付き。すべてのNewbaseユニットは、振動下での信頼性の高いシーリングのために、圧縮継手ではなくOリングフェイスシールを使用しています。
| ユニット | 寸法(長さx幅x高さ mm) | 重量 | 取り付けポイント |
|---|---|---|---|
| 5 kW | コンパクト | ≥80 kg | 車両設計による |
| 8 kW | 820 x 575 x 285 | 50+/-2 kg | 495x320 mm、6x O12 mm |
| 10 kW | 960 x 603 x 291 | 68 kg | 521x320 mm、6x O12 mm |
| 12 kW | 1158 x 604 x 355 | ≥5 kg | 車両設計による |
| 16 kW | 1155 x 604 x 450 | ≥10 kg | 車両設計による |
地域別のパッケージングに関する考慮事項
欧州の都市バス:シャーシのパッケージングは、EU指令2007/46/EC(全車両型式承認)によって制約されます。10kWユニット(960x603x291mm)および8kWユニット(820x575x285mm)は、コンパクトなフットプリントのため、欧州バス用途で最も頻繁に指定されます。12kW/16kWユニットの604mm幅は、ほとんどの欧州バスシャーシの標準フレームレール間隔(内幅600-650mm)に適合します。
北米の大型トラック: クラス8トラックのシャーシは通常、850mmのフレームレール間隔を持っています。12kW/16kWユニットの604mm幅は、フレームレール間にサイドマウント設置を可能にします。スリーパーキャブトラックの場合、ユニットはキャブの後ろのフレームレールに取り付けることができます。
オーストラリアの鉱山トラック: 16kWユニット(1155x604x450mm、≥10kg)は、100トン以上の鉱山トラックのフレームレール取り付け用に設計されています。450mmの高さは、フレームレールとダンプボディのクリアランスエンベロープの間にある500-600mmの利用可能なスペースと互換性があります。
障害自己診断: すべてのNewbaseユニットは障害を特定し、CANバス経由で通信します。システムはタイムスタンプ付きで最後の50件の障害イベントをログに記録し、根本原因分析を可能にします。
リアルタイム電力監視: コントローラーは高電圧電流と電圧を測定し、リアルタイムで消費電力を報告します。このデータは、フリートレベルのエネルギー管理に使用できます。
複数の動作モード: スタンバイ、冷却、加熱、自己循環。自己循環モードは、バッテリーに負荷がかかっていないときの温度均一化に役立つ、コンプレッサーなしでポンプを動作させます。
4-in-1 / 3-in-1統合: コントローラー、コンタクタ、ヒューズ、プリチャージ回路が1つのハウジングに統合されています。これにより、ユニットあたりの設置時間が約2時間短縮され、6つの配線接続が不要になります。
OEM/ODMカスタマイズ:
地域別のカスタマイズオプション
北米:
欧州連合:
オーストラリアおよび東南アジア:
事例1 --電動大型トラック、423kWh、42℃鉱山環境
選択プロセス: 熱負荷計算により、1C放電中のピーク発熱量が32kWであることが示されました。BMSが極端な条件下で放電を0.7Cに制限した場合、必要なBTMS冷却は22kWでした。12kWユニットが主要ソリューションとして選択され、放電を0.7Cに制限する電力管理戦略(18kWの発熱量をもたらす)が採用されました。これは、バッテリーの熱質量と組み合わせると、12kWユニットの能力範囲内です。
結果: システムは14ヶ月間、熱制限イベントゼロで稼働しています。12kW PTCヒーター(12kWユニットの標準)は、-20℃で12分でバッテリーの予熱を提供します。
事例2 --都市バス、303kWh、都市ルート、温帯気候
選択プロセス: 0.5C平均放電での熱負荷:12kW。ルートに高速区間がなく、バスが500mごとに停車するため、停車中にバッテリーが冷却されるため、10kWユニットが選択されました。冬期の運用のため、24kW PTCヒーターオプションが選択されました。
結果: 16ヶ月後、システムは5,200時間の稼働時間を蓄積し、1回の障害イベント(CAN通信エラー、コネクタの締め直しで解決)が発生しました。24kW PTCヒーターは、-15℃から+20℃までのバッテリー予熱を7分で可能にします。
事例3 --エネルギー貯蔵キャビネット、1MWh、太陽光発電所、45℃砂漠
選択プロセス: 1MWh ESS用に2台の10kWユニットが選択され、それぞれが5ラック(合計10ラック)を担当しました。冗長構成により、一方のユニットが故障した場合でも、ESSは50%の容量で運用できます。
結果: システムは8ヶ月間稼働しており、0.5Cサイクリング中にセル温度を33±1.5℃に維持しています。各ユニットの24kW PTCヒーターは、この用途(砂漠気候、氷点下への露出が最小限)では必要ありませんが、寒冷地での将来の展開のために含まれました。
事例4 --北米電動トラック、350kWh、米国中西部
選択プロセス: ミネソタ州で20台のクラス8電動トラック(350kWh LFP、500VDCシステム)を配備する米国ベースのフリートオペレーターは、-30℃の冬期運用と40℃の夏期運用に対応できるBTMSを必要としていました。12kW Newbaseユニットが選択され、12kW PTCヒーターとカスタム.dbcファイル付きSAE J1939 CANプロトコルが装備されました。IP67電気エンクロージャーはFMVSS 305要件を満たしました。3年保証と延長5年オプションが選択されました。
結果: 6ヶ月の運用(-28℃のミネソタの冬を含む)後、システムは100%のコールドスタート準備性を維持しています。PTCヒーターは、-28℃から+15℃までのバッテリー予熱を14分で行います。フリートオペレーターは、熱管理のエネルギーコストを0.18ドル/マイルと報告しており、これは予測される3.2%の寄生損失に相当します。
事例5 --オーストラリア鉱山トラック、520kWh、ピルバラ地域
選択プロセス: ピルバラ地域(外気温48℃、極端なほこり、海岸から50km以内の沿岸塩害)で運用されているオーストラリアの鉱山会社は、90トンの電動鉱山トラック用のBTMSを必要としていました。16kW Newbaseユニットが、以下のカスタマイズで選択されました:コンフォーマルコーティング(IPC-CC-830)、304Lステンレス鋼継手、10メッシュコンデンサースクリーン、および地下区間用のATEX/IECEx防爆エンクロージャー。デュアルユニット構成が推奨されました。
結果: 単一ユニットのトライアル(ユニット1稼働、ユニット2待機)は1,200時間を完了しました。コンデンサースクリーンは3週間ごとに清掃が必要ですが、スクリーンなしの場合は週に1回です。16kWユニットは、48℃の外気温での積載時の上り坂走行中に、セル温度を41℃に維持しました。腐食保護アップグレードは、沿岸部の鉱山環境で1,200時間経過後も電気コネクタに腐食がないことで検証されました。
適切なBTMSを選択するには、体系的なアプローチが必要です。熱負荷の計算、冷却能力とバッテリーサイズの整合、動作環境の評価、電気的互換性の確認、油圧性能の確認、および物理的な適合性の確認を行います。このガイドの7ステップの方法論は、200以上のBTMS設置で検証されています。Newbaseの5〜16kWの製品範囲は、商用車およびESSアプリケーションの大部分をカバーしており、OEM/ODMカスタマイズもユニークな要件に対応可能です。
地域要因(外気温の極端値、湿度、塩分暴露、標高、および地域のコンプライアンス基準(UL 2580、FMVSS 305、EU 2023/1230、ECE R100、AS/NZS 3000、MDG 41)を含む)は、ステップ1から選択プロセスに統合する必要があります。Newbaseのエンジニアリングチームは、地域要件のデータベースを維持しており、ターゲット市場向けの事前構成済み仕様を提供できます。
どのBTMSユニットがプロジェクトに適しているかわかりませんか?Newbaseのエンジニアリングチームは、無料の熱負荷計算とユニットサイジングの推奨を提供します。バッテリー仕様(容量、化学組成、セル数、内部抵抗)、動作環境(外気温範囲、標高、ターゲット市場地域)、およびターゲット充電/放電率を info@newbasen.comまでお送りください。3営業日以内に、地域コンプライアンスに関する注記付きの詳細なサイジングレポートをお送りします。
Q1:安全マージンのためにBTMSを過剰にサイズ設定できますか?
A:10〜20%の過剰サイズ設定は許容範囲であり、極端な条件に対する安全マージンを提供します。過剰な過剰サイズ設定(>50%)は、不必要な重量とコストを増加させます。Newbaseのエンジニアリングチームは、熱シミュレーションを通じて最適なサイジングを決定するのに役立ちます。
Q2:設計すべき最小流量はどれくらいですか?
A:10kWの冷却負荷の場合、クーラント回路全体で5℃の温度上昇を維持するために、最低30〜35L/minの流量が推奨されます。12kWおよび16kWユニットは、180kPaで≥5L/minと定格されています。
Q3:車両が寒冷地で運用する場合、別途ヒーターが必要ですか?
A:いいえ。Newbaseの5kW、10kW、および12kWユニットは、オプションのPTC液体ヒーター(6-14kW)を提供しています。10kWユニットは24kWで最高の定格を提供します。これにより、別途ヒーターは不要になります。
Q4:標準BTMSユニットのリードタイムはどれくらいですか?
A:標準構成は4〜6週間で出荷されます。カスタマイズされたOEMユニットは、仕様承認後8〜12週間かかります。新しい車両プラットフォームのエンジニアリング・トゥ・オーダー(ETO)サイクルは通常12〜16週間です。
Q5:Newbaseは冗長性のためにデュアルBTMS構成を提供できますか?
A:はい。鉱山トラックなどのクリティカルなアプリケーションの場合、並列にデュアル12kWまたは16kWユニットを推奨します。各ユニットはバッテリーパックの半分を担当し、冗長性を提供し、一方のユニットが故障した場合でも車両が低出力で運用できるようにします。
Q6:Newbase BTMSは北米の電気安全基準を満たしていますか?
A:はい。Newbase BTMSは、UL 2580(バッテリーエンクロージャーの安全性)、FMVSS 305(電解質封じ込めと電気絶縁)、およびSAE J2929(障害検出)の要件を満たすように設計されています。IP67電気エンクロージャー、Oリングフェイスシール継手、およびCANベースの障害自己診断は、これらのコンプライアンス要件をサポートします。UL認定部品は、カスタマイズオプションとして利用可能です。
Q7:オーストラリアの鉱業運用にはどのBTMS構成が推奨されますか?
A:オーストラリアの鉱業の場合、コンフォーマルコーティング、304Lステンレス鋼継手、10メッシュコンデンサースクリーン、および地下区間用のATEX/IECEx防爆エンクロージャーを備えた16kWユニットを推奨します。500kWh以上のパックにはデュアルユニット構成を推奨します。標準ユニットは720時間のASTM B117塩水噴霧テストに合格しています。
内部リンクの機会: 商用EV向けバッテリー熱管理システム(BTMS) | BTMS vs 従来の空冷:なぜ水冷バッテリー熱管理が商用EVで優れているのか
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商用電気自動車に不適切なバッテリー熱管理システム(BTMS)を選択すると、高額なコストがかかります。容量不足のBTMSは、バッテリーの過熱、充電電流の低下、およびセルの早期劣化を引き起こします。容量過剰のBTMSは、不必要な重量、コスト、および寄生エネルギー消費を増加させます。
選択プロセスは、すべてに当てはまる単一の方法ではありません。冷却能力、ポンプ性能、電気アーキテクチャ、および物理的寸法はすべて、特定の車両プラットフォーム、バッテリー構成、および動作環境に適合させる必要があります。このガイドでは、実際のNewbase製品仕様とフィールド展開データを参照として使用し、7つのステップでエンジニアリング選択プロセスを説明します。
地域別の選択コンテキスト:欧州の長距離トラック(EU規制2023/1230準拠が必要)または北米のクラス8トラック(FMVSS 305、UL 2580)向けの同じ300kWhパックは、追加の電気安全およびEMC要件をもたらし、BTMS仕様に影響を与えます。以下の選択方法論は、これらの地域要因を考慮しています。
BTMSが除去する必要がある総熱量(Q_total)は、次の3つのソースから発生します。
1. バッテリー内部発熱(Q_battery)
放電中、リチウムイオンセルは内部抵抗(オーム加熱)により熱を発生します。発熱率は、セルの内部抵抗と電流の二乗に依存します。
実用的な計算式:Q_battery = I2 x R_cell x N_cells
ここで:
一般的な280Ah LFPセルで1C放電(280A)、内部抵抗0.3mΩの場合、各セルは約23.5Wの熱を発生します。300kWhパック(約1,050セル)は、持続的な1C放電中に約24.7kWの熱を発生します。
2. 高速充電熱(Q_charging)
1CでのDC急速充電は、リチベーション中の過電圧が高いため、同じレートでの放電よりも1.5〜2倍多くの熱を発生します。150kW(0.5C)で充電中の300kWhパックは約12〜15kWの熱を発生します。
3. 外気熱の侵入(Q_ambient)
高温環境(外気温40℃以上)では、バッテリーエンクロージャーは周囲から熱を吸収します。これは通常、内部発熱の10〜20%です。
実用的な計算式: Q_total = Q_battery + Q_charging + Q_ambient
フィールド例: 外気温42℃の鉱山環境にある423kWhの大型トラック用バッテリーの場合、熱負荷の内訳は次のとおりです。
これは、単一の16kW BTMSではピーク負荷全体を処理できないことを確認しています。実用的な解決策は、BTMS冷却とバッテリー電力管理の組み合わせです。BMSは極端な条件下で放電を0.7Cに制限し、BTMSに必要な部分を16kWにします。これは、大型トラックの熱管理における標準的な慣行です。
地域に関する注記 - 北米およびオーストラリア:西オーストラリア州のピルバラ地域(外気温48℃、低湿度)またはアリゾナ/カリフォルニアの鉱山で運用されるフリートの場合、日陰のないバッテリーエンクロージャーへの太陽放射のため、外気熱侵入項(Q_ambient)は標準計算よりも30〜40%増加させる必要があります。2024年のオーストラリアの鉱山トラックプロジェクトでは、標準計算で予測された4kWに対し、48℃でエンクロージャー壁を通して6.2kWの外気熱侵入を測定しました。これにより、当初計画されていた12kWではなく16kWのユニットが必要になりました。
| バッテリーパック容量 | 一般的な用途 | 推奨BTMS | Newbaseモデル |
|---|---|---|---|
| 50-100 kWh | 小型トラック、配送バン | 5 kW | 5 kW(≥80 kg、220-350 VDC) |
| 100-200 kWh | 中型トラック、都市バス | 8 kW | 8 kW(50 kg、400-750 VDC) |
| 200-350 kWh | 大型トラック、長距離輸送 | 10-12 kW | 10 kWまたは12 kW |
| 350-500 kWh | 鉱山トラック、重機建設 | 12-16 kW | 12 kWまたは16 kW |
| 500 kWh以上 | 超大型鉱山トラック | 2x 12 kWまたは2x 16 kW | デュアルユニット構成 |
地域に関する注記 - EUおよび北米:欧州OEMの場合、デュアルユニットの冗長性アプローチは、EU 2023/1230(機械指令)の機能安全要件に準拠しており、熱管理システムにおける単一点故障が危険な状態を引き起こしてはならないことを義務付けています。北米のクラス8トラックの場合、FMVSS 305の電解質漏洩封じ込め要件は、クーラントループのOリングフェイスシール(Newbaseユニットの標準)が圧縮継手よりもコンプライアンス上の利点があることを意味します。選択したユニットのクーラント継手がSAE J2044または同等の仕様を満たしていることを確認してください。
BTMSは、あらゆる外気温条件下で動作できる必要があります。
最高外気温: Newbaseユニットは、外気温-30℃から+80℃(5-10kWモデル)または-30℃から+60℃(12-16kWモデル)で定格されています。12-16kWの上限の5℃の違いは、より大きなコンプレッサーの変位によるもので、より多くの内部熱を発生します。
最低外気温: 寒冷地での運用の場合、BTMSにPTCヒーターオプションが含まれていることを確認してください。5kW、10kW、および12kWのユニットは、オプションのPTCヒーター(それぞれ6-14kW、24kW、および12kW)を提供しています。
標高:標高2,000mを超えると、空気密度が低下し、コンデンサーの放熱が約100mあたり1%減少します。4,000mでは、定格低下は約20%です。16kWユニットのコンデンサーは、それを補償するために25%大きい面面積で設計されています。
侵入保護: オフロード、鉱業、建設車両の場合、IP67定格の電気部品が不可欠です。すべてのNewbase 8-16kWユニットは、SGSテストで検証されたIP67電気部品とIP27ユニットアセンブリを備えています。
地域別の環境考慮事項
北欧および北欧(スウェーデン、ノルウェー、フィンランド、カナダ):
東南アジアおよび沿岸部(タイ、インドネシア、フィリピン、ベトナム):
オーストラリアの鉱業(ピルバラ、クイーンズランド):
BTMSの電気システムは、車両の電気アーキテクチャと一致する必要があります。
高電圧供給:
低電圧制御: 24 VDC(18-32 VDC範囲)、過渡耐性に関するISO 7637-2に準拠。
通信インターフェース: CAN 2.0、J1939(大型トラック)またはCANopen(ESSおよび産業用)用に構成可能。Newbaseコントローラーは、同じハードウェアで両方のプロトコルをサポートし、ソフトウェア構成で選択可能です。
カスタマイズ: OEMクライアントの場合、Newbaseは車両の既存のメッセージセットに合わせてCANデータベース(.dbcファイル)をカスタマイズできます。これにより、ゲートウェイモジュールの必要がなくなり、統合コストが削減されます。
地域別の電気規格
北米:
欧州連合:
オーストラリア:
クーラント流量:
ポンプカーブは、システム圧力損失に適合させる必要があります。バッテリーパックのコールドプレート、配管、および継手は、流量によって変動する圧力損失を発生させます。ポンプは効率的な範囲内で動作する必要があります。
クーラントの種類: エチレングリコールクーラントと脱イオン水(DI水)の50/50ブレンド。水道水を使用すると、スケール堆積や腐食が発生します。DI水要件は、高電圧システムにとって重要です。導電性クーラントは、電気分解や地絡検出エラーを引き起こす可能性があります。
極寒冷地(-35℃未満)の場合、60/40のエチレングリコール/DI水混合物が推奨されます。Newbaseポンプカーブは、-40℃で60/40濃度で検証されており、標準の50/50ブレンドと比較して流量は約12%減少します。標準外のクーラント濃度を使用する場合は、この減少をシステム圧力損失計算に考慮してください。
継手のサイズ: 入口/出口O25mm、オプションのO8mmオーバーフローパイプ付き。すべてのNewbaseユニットは、振動下での信頼性の高いシーリングのために、圧縮継手ではなくOリングフェイスシールを使用しています。
| ユニット | 寸法(長さx幅x高さ mm) | 重量 | 取り付けポイント |
|---|---|---|---|
| 5 kW | コンパクト | ≥80 kg | 車両設計による |
| 8 kW | 820 x 575 x 285 | 50+/-2 kg | 495x320 mm、6x O12 mm |
| 10 kW | 960 x 603 x 291 | 68 kg | 521x320 mm、6x O12 mm |
| 12 kW | 1158 x 604 x 355 | ≥5 kg | 車両設計による |
| 16 kW | 1155 x 604 x 450 | ≥10 kg | 車両設計による |
地域別のパッケージングに関する考慮事項
欧州の都市バス:シャーシのパッケージングは、EU指令2007/46/EC(全車両型式承認)によって制約されます。10kWユニット(960x603x291mm)および8kWユニット(820x575x285mm)は、コンパクトなフットプリントのため、欧州バス用途で最も頻繁に指定されます。12kW/16kWユニットの604mm幅は、ほとんどの欧州バスシャーシの標準フレームレール間隔(内幅600-650mm)に適合します。
北米の大型トラック: クラス8トラックのシャーシは通常、850mmのフレームレール間隔を持っています。12kW/16kWユニットの604mm幅は、フレームレール間にサイドマウント設置を可能にします。スリーパーキャブトラックの場合、ユニットはキャブの後ろのフレームレールに取り付けることができます。
オーストラリアの鉱山トラック: 16kWユニット(1155x604x450mm、≥10kg)は、100トン以上の鉱山トラックのフレームレール取り付け用に設計されています。450mmの高さは、フレームレールとダンプボディのクリアランスエンベロープの間にある500-600mmの利用可能なスペースと互換性があります。
障害自己診断: すべてのNewbaseユニットは障害を特定し、CANバス経由で通信します。システムはタイムスタンプ付きで最後の50件の障害イベントをログに記録し、根本原因分析を可能にします。
リアルタイム電力監視: コントローラーは高電圧電流と電圧を測定し、リアルタイムで消費電力を報告します。このデータは、フリートレベルのエネルギー管理に使用できます。
複数の動作モード: スタンバイ、冷却、加熱、自己循環。自己循環モードは、バッテリーに負荷がかかっていないときの温度均一化に役立つ、コンプレッサーなしでポンプを動作させます。
4-in-1 / 3-in-1統合: コントローラー、コンタクタ、ヒューズ、プリチャージ回路が1つのハウジングに統合されています。これにより、ユニットあたりの設置時間が約2時間短縮され、6つの配線接続が不要になります。
OEM/ODMカスタマイズ:
地域別のカスタマイズオプション
北米:
欧州連合:
オーストラリアおよび東南アジア:
事例1 --電動大型トラック、423kWh、42℃鉱山環境
選択プロセス: 熱負荷計算により、1C放電中のピーク発熱量が32kWであることが示されました。BMSが極端な条件下で放電を0.7Cに制限した場合、必要なBTMS冷却は22kWでした。12kWユニットが主要ソリューションとして選択され、放電を0.7Cに制限する電力管理戦略(18kWの発熱量をもたらす)が採用されました。これは、バッテリーの熱質量と組み合わせると、12kWユニットの能力範囲内です。
結果: システムは14ヶ月間、熱制限イベントゼロで稼働しています。12kW PTCヒーター(12kWユニットの標準)は、-20℃で12分でバッテリーの予熱を提供します。
事例2 --都市バス、303kWh、都市ルート、温帯気候
選択プロセス: 0.5C平均放電での熱負荷:12kW。ルートに高速区間がなく、バスが500mごとに停車するため、停車中にバッテリーが冷却されるため、10kWユニットが選択されました。冬期の運用のため、24kW PTCヒーターオプションが選択されました。
結果: 16ヶ月後、システムは5,200時間の稼働時間を蓄積し、1回の障害イベント(CAN通信エラー、コネクタの締め直しで解決)が発生しました。24kW PTCヒーターは、-15℃から+20℃までのバッテリー予熱を7分で可能にします。
事例3 --エネルギー貯蔵キャビネット、1MWh、太陽光発電所、45℃砂漠
選択プロセス: 1MWh ESS用に2台の10kWユニットが選択され、それぞれが5ラック(合計10ラック)を担当しました。冗長構成により、一方のユニットが故障した場合でも、ESSは50%の容量で運用できます。
結果: システムは8ヶ月間稼働しており、0.5Cサイクリング中にセル温度を33±1.5℃に維持しています。各ユニットの24kW PTCヒーターは、この用途(砂漠気候、氷点下への露出が最小限)では必要ありませんが、寒冷地での将来の展開のために含まれました。
事例4 --北米電動トラック、350kWh、米国中西部
選択プロセス: ミネソタ州で20台のクラス8電動トラック(350kWh LFP、500VDCシステム)を配備する米国ベースのフリートオペレーターは、-30℃の冬期運用と40℃の夏期運用に対応できるBTMSを必要としていました。12kW Newbaseユニットが選択され、12kW PTCヒーターとカスタム.dbcファイル付きSAE J1939 CANプロトコルが装備されました。IP67電気エンクロージャーはFMVSS 305要件を満たしました。3年保証と延長5年オプションが選択されました。
結果: 6ヶ月の運用(-28℃のミネソタの冬を含む)後、システムは100%のコールドスタート準備性を維持しています。PTCヒーターは、-28℃から+15℃までのバッテリー予熱を14分で行います。フリートオペレーターは、熱管理のエネルギーコストを0.18ドル/マイルと報告しており、これは予測される3.2%の寄生損失に相当します。
事例5 --オーストラリア鉱山トラック、520kWh、ピルバラ地域
選択プロセス: ピルバラ地域(外気温48℃、極端なほこり、海岸から50km以内の沿岸塩害)で運用されているオーストラリアの鉱山会社は、90トンの電動鉱山トラック用のBTMSを必要としていました。16kW Newbaseユニットが、以下のカスタマイズで選択されました:コンフォーマルコーティング(IPC-CC-830)、304Lステンレス鋼継手、10メッシュコンデンサースクリーン、および地下区間用のATEX/IECEx防爆エンクロージャー。デュアルユニット構成が推奨されました。
結果: 単一ユニットのトライアル(ユニット1稼働、ユニット2待機)は1,200時間を完了しました。コンデンサースクリーンは3週間ごとに清掃が必要ですが、スクリーンなしの場合は週に1回です。16kWユニットは、48℃の外気温での積載時の上り坂走行中に、セル温度を41℃に維持しました。腐食保護アップグレードは、沿岸部の鉱山環境で1,200時間経過後も電気コネクタに腐食がないことで検証されました。
適切なBTMSを選択するには、体系的なアプローチが必要です。熱負荷の計算、冷却能力とバッテリーサイズの整合、動作環境の評価、電気的互換性の確認、油圧性能の確認、および物理的な適合性の確認を行います。このガイドの7ステップの方法論は、200以上のBTMS設置で検証されています。Newbaseの5〜16kWの製品範囲は、商用車およびESSアプリケーションの大部分をカバーしており、OEM/ODMカスタマイズもユニークな要件に対応可能です。
地域要因(外気温の極端値、湿度、塩分暴露、標高、および地域のコンプライアンス基準(UL 2580、FMVSS 305、EU 2023/1230、ECE R100、AS/NZS 3000、MDG 41)を含む)は、ステップ1から選択プロセスに統合する必要があります。Newbaseのエンジニアリングチームは、地域要件のデータベースを維持しており、ターゲット市場向けの事前構成済み仕様を提供できます。
どのBTMSユニットがプロジェクトに適しているかわかりませんか?Newbaseのエンジニアリングチームは、無料の熱負荷計算とユニットサイジングの推奨を提供します。バッテリー仕様(容量、化学組成、セル数、内部抵抗)、動作環境(外気温範囲、標高、ターゲット市場地域)、およびターゲット充電/放電率を info@newbasen.comまでお送りください。3営業日以内に、地域コンプライアンスに関する注記付きの詳細なサイジングレポートをお送りします。
Q1:安全マージンのためにBTMSを過剰にサイズ設定できますか?
A:10〜20%の過剰サイズ設定は許容範囲であり、極端な条件に対する安全マージンを提供します。過剰な過剰サイズ設定(>50%)は、不必要な重量とコストを増加させます。Newbaseのエンジニアリングチームは、熱シミュレーションを通じて最適なサイジングを決定するのに役立ちます。
Q2:設計すべき最小流量はどれくらいですか?
A:10kWの冷却負荷の場合、クーラント回路全体で5℃の温度上昇を維持するために、最低30〜35L/minの流量が推奨されます。12kWおよび16kWユニットは、180kPaで≥5L/minと定格されています。
Q3:車両が寒冷地で運用する場合、別途ヒーターが必要ですか?
A:いいえ。Newbaseの5kW、10kW、および12kWユニットは、オプションのPTC液体ヒーター(6-14kW)を提供しています。10kWユニットは24kWで最高の定格を提供します。これにより、別途ヒーターは不要になります。
Q4:標準BTMSユニットのリードタイムはどれくらいですか?
A:標準構成は4〜6週間で出荷されます。カスタマイズされたOEMユニットは、仕様承認後8〜12週間かかります。新しい車両プラットフォームのエンジニアリング・トゥ・オーダー(ETO)サイクルは通常12〜16週間です。
Q5:Newbaseは冗長性のためにデュアルBTMS構成を提供できますか?
A:はい。鉱山トラックなどのクリティカルなアプリケーションの場合、並列にデュアル12kWまたは16kWユニットを推奨します。各ユニットはバッテリーパックの半分を担当し、冗長性を提供し、一方のユニットが故障した場合でも車両が低出力で運用できるようにします。
Q6:Newbase BTMSは北米の電気安全基準を満たしていますか?
A:はい。Newbase BTMSは、UL 2580(バッテリーエンクロージャーの安全性)、FMVSS 305(電解質封じ込めと電気絶縁)、およびSAE J2929(障害検出)の要件を満たすように設計されています。IP67電気エンクロージャー、Oリングフェイスシール継手、およびCANベースの障害自己診断は、これらのコンプライアンス要件をサポートします。UL認定部品は、カスタマイズオプションとして利用可能です。
Q7:オーストラリアの鉱業運用にはどのBTMS構成が推奨されますか?
A:オーストラリアの鉱業の場合、コンフォーマルコーティング、304Lステンレス鋼継手、10メッシュコンデンサースクリーン、および地下区間用のATEX/IECEx防爆エンクロージャーを備えた16kWユニットを推奨します。500kWh以上のパックにはデュアルユニット構成を推奨します。標準ユニットは720時間のASTM B117塩水噴霧テストに合格しています。
内部リンクの機会: 商用EV向けバッテリー熱管理システム(BTMS) | BTMS vs 従来の空冷:なぜ水冷バッテリー熱管理が商用EVで優れているのか
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