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Misura delle temperature della batteria e del motore di un veicolo elettrico con termocoppie

  • Temperatura della batteria
  • Temperatura del motore
  • Temperatura su componenti rotanti
Vista in sezione di un SUV elettrico, con il pacco batterie sotto il pianale tra gli assi
Vista in sezione di un SUV elettrico: il pacco batterie si trova sotto il pianale, tra gli assi.

In sintesi

Le termocoppie di tipo K sulle celle del pacco batterie vengono lette da amplificatori MicroTC: un connettore per termocoppia con l’amplificatore e la compensazione della giunzione fredda integrati, 3,9 g, che fornisce un’uscita lineare di 5 mV/°C da −25 a 400 °C. Ogni termocoppia ha il proprio MicroTC, posto sul pacco, cosicché il segnale arriva al registratore sotto forma di tensione di alto livello. Sul motore, le termocoppie poste sulle parti rotanti sono amplificate sul rotore e portate all’esterno tramite un collettore rotante o tramite telemetria.

5 mV/°C
uscita lineare del MicroTC, da −25 a 400 °C
3.9 g
MicroTC, connettore e amplificatore in uno
± 2 °C
errore di misura tipico, ± 3 °C max

Catena di misura

Una termocoppia eroga una tensione dell’ordine del millivolt, proporzionale alla differenza di temperatura tra la sua giunzione e la giunzione fredda. In un esempio misurato a 25 °C, circa 1 mV di segnale di tipo K era immerso in circa 30 mV di rumore. Amplificata al sensore, la stessa misura dava circa 125 mV per circa 25 mV di rumore.

Il MicroTC amplifica a livello del connettore della termocoppia. Vi si collega un connettore miniatura maschio di tipo K standard; esso assicura la compensazione della giunzione fredda e fornisce 5 mV/°C, lineare da −25 a 400 °C. Il manuale riporta polinomi che estendono la gamma da −200 a 970 °C. Alimentazione e segnale sono saldati su tre morsetti posteriori, V, G e S, e il segnale si misura preferibilmente rispetto a un secondo filo comune partente dall’amplificatore.

Termocoppie in un pacco batterie, amplificate al connettore Tre termocoppie di tipo K sulle celle di un pacco batterie. Ciascuna si collega al proprio MicroTC, un connettore con amplificatore integrato posto sul pacco. Gli amplificatori inviano 5 mV per grado Celsius al sistema di acquisizione dati. Termocoppie tipo K +7 a +16 V CC 5 mV/°C Pacco batterie MicroTC, uno per canale Acquisiz.dati
Un MicroTC per termocoppia, sul pacco. I segnali amplificati giungono al sistema di acquisizione dati come 5 mV/°C.

Amplificatore

ModelloMicroTC, una termocoppia di tipo K su un connettore miniatura
Uscita5 mV/°C, da −0,77 a 4,92 V
Campo lineareda −25 a 400 °C; da −200 a 970 °C con polinomi di post-elaborazione
Errore± 2 °C tipico, ± 3 °C max
Larghezza di banda2,35 kHz, superiore su richiesta
Alimentazione+7 a +16 V CC, 3,25 mA max
Dimensioni e peso32,0 × 17,4 × 8,2 mm, 3,9 g; temperatura di esercizio da −40 a 100 °C
Montaggioforo passante al centro; incollato, avvitato o fissato al connettore accoppiato

Procedura

  1. 01

    Fissare le termocoppie

    Termocoppie di tipo K sulle celle e sulle parti da monitorare, i loro fili che terminano su un connettore miniatura.

  2. 02

    Collegare un MicroTC per termocoppia

    L’amplificatore riceve direttamente il connettore della termocoppia. È posto sul pacco, nello spazio disponibile.

    Amplificatore per termocoppia MicroTC
  3. 03

    Alimentare gli amplificatori

    7 a 16 V CC sui morsetti V e G. Un’unità di comando per amplificatori Michigan Scientific può alimentarli, con il relativo interruttore di alimentazione del ponte attivato.

  4. 04

    Registrare

    5 mV/°C per canale, rispetto al filo comune dell’amplificatore. Una termocoppia aperta porta l’uscita alla tensione di alimentazione.

Motore e parti rotanti

La temperatura del motore mostra dove la potenza viene dispersa in calore. Sulle parti rotanti, le termocoppie sono amplificate sul rotore e il segnale attraversa un collettore rotante come tensione di alto livello: l’AMP-TCN-X2 si monta sul rotore di un collettore rotante della serie SR, con una a nove canali con compensazione della saldatura fredda per modulo e un’uscita di 10 mV/°C.

Laddove non è possibile montare un collettore rotante, un trasmettitore di telemetria digitalizza i segnali delle termocoppie sull’albero. Il collare sbloccabile TEL-SC si chiude attorno ad alberi da 23 mm e oltre, con canali per estensimetri o termocoppie, ed è alimentato per induzione da una bobina fissa.

Risultato

Temperature della batteria e del motore come tensioni di alto livello con compensazione della saldatura fredda, 5 mV/°C lineari da ogni MicroTC e 10 mV/°C dagli amplificatori sul rotore. I dati servono allo sviluppo e al monitoraggio del sistema di gestione termica.

Domande frequenti

Quale campo di misura in temperatura copre il MicroTC su una batteria di un veicolo elettrico?

5 mV/°C lineari da −25 a 400 °C. Con i polinomi del manuale, da −200 a 970 °C.

Una termocoppia in un pacco batterie richiede un amplificatore separato?

No. Il MicroTC è un connettore per termocoppia con amplificatore e compensazione della saldatura fredda integrati, 3,9 g, alimentato a 7-16 V CC.

Come si misura la temperatura delle parti rotanti del motore?

Le termocoppie sono amplificate sul rotore, da un AMP-TCN-X2 su un collettore rotante della serie SR, e il segnale attraversa le piste a 10 mV/°C. Dove non è possibile montare un collettore rotante, un collare smontabile TEL-SC trasmette i segnali per telemetria.

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