深海潜艇某动力系统项目前期器件规划.docx

目 录1. 电子元器件选购32. 封装壳体选择33. 功能接口及通讯连接器选择34. 采样线束、温度传感器等51. BMS电子元器件选购电气元器件的选择可以参考相关资料，详见附件2. BMS封装壳体选择调研中，加工耐压壳体厂家均选择高强钛合金为基本材料，呈圆筒型。内部放置BMS核心部分PCB板，与外部通讯、供电接口安装在容器端口，必须做好接口器件处的密封工作。其中山东思明特公司提出，基本耐压结构可以实现，但是设计加工周期较长。容器开盖方式为螺纹盖；容器盖上安装各通讯接口。目前，其技术人员正在进行壳体无磁材料选择，防止电磁干扰。由于没有现成的通讯接口，需要思明特向第三方购买接口水下连接器插座或由我方向其提供，方可进行加工。济南思明特耐压外壳技术参数外径内径200mm高度500mm重量承受压力140Mpa安全压力材料TI 设备 特点通信接头RS485 电压、电流、温度采样 供电 高压配电盒I/O 均衡开盖方式螺纹口（价格便宜）线束插座需我方提供（参见下文）备注：多次沟通没有明确给出设计要求不可行，该方技术人员正在讨论容器选材或相关问题，等待其答复。3. BMS通讯接口及线束的选择3.1通讯接口类型确认 BMS容器上安装需安装各类通讯接口。其中包括：RS485通讯接口，电压、温度传感器及电流采样接口，供电接口和高压配电盒的I/O接口。（备注：均衡模式实在上岸后进行，是否需要在深海壳体上直接安装接口？）3.2根据接口选择相应水下连接器。1、 水下连接器的组成。无论是何种通讯接口，为了实现BMS和外部设备的交互，其基本构成应包括：电缆插头（CCP）、线缆（cable）、连接器插座（CR）和相应密封堵头（DS）。其中插头配套插座式密封堵头（DSR)，插座配套插头式密封堵头（DSP）。（备注：关于水密堵头是可选器件，其作用是保护承压。在多次模拟深海环境打压试验中，防止插头和插座受到损伤。如果不使用，水下连接器也可以承受高压。堵头常用材料不锈钢，如特制20000psi堵头，需用ti材料，需要计算到连接器造价里。这里推荐使用密封堵头，如果在前期实验环节整套连接器受到损害，则需要重新购置，成本更高。）2、 水下连接器选系。全球只有少数几家具备万米级高压连接器的生产资质。其中美国SEACON公司的水下产品可供军用潜艇使用。目前我方联系的代理为上海精卫电子，关于水下连接器细节资料由其技术人员提供。2种系列连接器具备深水工作强度，分别为MINI-CON和MSS系列。其中MSS系列为金属干拔插连接器，金属材料可选，钛合金承压能力最强。金属壳灌封平衡油后耐压更好。（备注：上海精卫提供的技术手册上显示，MSS系列最高可以承受20000psi压强，但是其技术人员表示，MSS系列承受不了如此大压强，没有使用先例。MSS客户多为等几百米至4000米水域中海油海田，配合光纤。） 推荐使用MINI-CON系列提供小直径高耐压水下连接器。额定电压600V，额定电流(根据芯数）23A。在20，000psi下工作时，需要使用Ti材料。（备注：技术人员表示潜艇和深海项目客户曾使用MINI-CON系列。） 柱形图为不充油不锈钢和钛金属外壳的连接器承压能力。图中表倒数第二行为推荐使用的MINI系列连接器外壳型号，U。3、 MINI系列连接器选型由于成本和BMS壳体尺寸限制，连接器在满足基本通讯线束需求后，应尽量减小其尺寸。BMS接口要求如下（暂时不考虑均衡接口）:接口要求RS4854P电压采样75P（电压需要双路么144p？)温度采样144P供电接口2P电流采集1P高压配电室控制信号6P总计232P+副电源33PMINI系列型号从D到X，随着序号增加，连接器插头插座尺寸增加，同时线缆中线束芯数增加，一套包含从单芯到300多芯。所以对于BMS接口连接器选型有两种方案：一是在各线路信号间电磁干扰不大的情况下，可以考虑将各路信号集合在多芯线束中；二是测量电路集合在一套线束中，而RS485、供电线和高压配电室I/O线分别使用对应芯数的连接器。推荐使用第一套方案，如果信号见扰动不大，集成在一起通过线束引出耐压容器，可以最小化密封盖上插座的面积，同时也节约成本（备注：缺点在于需要事先了解电池组、配电盒、上位机的相对位置，当线束整体引出时，需要分配对应线路到各自目标；而采用方案二线束简单明了，成本较高。）下图为U型连接器芯数及排列图，其中U型连接器直径为70MM根据方案一，选择MINI-CON系列U型号176芯插座、插头及配合电缆。同时备用型号为U型号203芯。所带线束长度根据电池组最远端电池到BMS距离而定，目前初步定为1M。（备注：线束可以采用散开和封装二种规格，但是国外厂家表示散线不影响20,000psi承压，封装的话另计成本。该型号131芯，不锈钢接头价格7.9W，使用钛合金价格浮动1.3-1.5倍）下图为插座、插头和散装线束实物图。) 其中粗芯可承受大电流。4、 连接器插座和耐压容器密封盖的配合 在加工耐压容器盖时，需要事先给加工方连接器插座相关信息或实物。关于MINI-CON系列的插座分为穿板式（BCR）和法兰式（FCR）。如果密封盖的厚度较大，可以采用BCR，通过螺纹应力达到紧固。如果盖的厚度较薄，则可采用FCR，其特点是接触面受力更为均匀。 5关于上海精卫技术人员的几个建议首先，电池箱和BMS之间的线束互联具体形式如何？如下图所示，电池箱是否是耐压密封容器？是否从BMS引出的线束直接穿过电池箱的壁，末端和温度传感器相连？(备注，如果电池箱上也安装连接器插座，可以考虑使用双头缆，2端均有插头的线束。）然后，整个系统处于绝缘油中，从BMS出来的RS485通讯线，如何与绝缘油容器外部的设备互联？ 4. BMS温度传感器选择 每一节电池都需要配有温度传感器，主、副电源一共80个。传感器贴于每节电池表面，需承受140Mpa压强。温度传感器选型如下:型号厂家代理商温度范围承受压力psi引脚尺寸mm重量215-01-080paine上海精卫负20至25020，0006（双路）直径13mm高度3050g215-01-120Paine上海精卫负31至26030，0004（双路）直径6.5 高度50140g热电偶omega深圳三浦负50-90测量端加耐压装置可选探头型T型热电偶 080系列 120系列 推荐使用080系列传感器，单价2W以下。就耐压