在新能源汽车研发测试过程中经常需要给各种高压部件供电或多或少都碰到过一个让人头疼的问题——东西备齐了电供不上。电驱系统、OBC车载充电机、高压空调压缩机……几乎所有高压零部件要验证功能第一步都是“上电”。但它们要的不是220V民用电而是300V到800V的大功率直流高压电几千瓦到几十千瓦的功率需求加上启动瞬间那股冲击电流普通电源根本扛不住。这些年做新能源维修和控制器开发类似的窘境碰过太多次——想做个小功率测试手头电源勉勉强强能顶住一到大功率负载瞬间电流一上来直接保护停机。市面上专业高压电源不是没有30千瓦起步十几万60千瓦、100千瓦直接奔着六位数去了。关键是一年用不了几回。花大价钱买回来在角落吃灰实在不甘心可不买这活儿就没法痛快干。每次遇到这种情况心里就一句话要是手边有一台能移动的高压大功率电源就好了。其实用电池包当电源这个想法很早就有过——每台新能源车都自带一套350V、几十千瓦的动力电池系统有BMS有安全保护这不就是现成的高压电源吗但一直没下狠心去干毕竟拆电池包有风险反向解析通信协议耗时耗力能不能成谁也没底。但这次正好手头有几个项目需要做高压部件测试市面采购方案太贵实验室现有设备又不够用…那就自己动手攒一套说干就干一、精准选材淘拆车件挑“尖货”想法有了接下来就是动手找东西。真去找才发现这不是逛超市——你想要的人家不一定有人家有的你不一定敢要。第一件核心装备动力电池包选电池包核心不是容量是健康状态。电池这东西跟人一样壮年和暮年差别太大了。在二手渠道蹲守多日反复比对后我锁定了标称电压350V、容量51Ah、电量17.8kWh的电池包。再大一点体积翻几倍挪都挪不动再小一点容量不够测几次就耗光了。目前电量不大不小刚刚好。图示动力电池包选电池包SOH健康度、循环次数、接触器动作次数、是否有事故记录——这几项必须过硬。这套电池的SOH健康度接近100%循环次数极低接触器动作次数极少核心开关部件几乎处于“壮年状态”。再拿着诊断仪一条一条读数据流的时候看着那些数字跳出来心里是踏实的——这东西还能陪我折腾很久。图示用诊断仪测数据流第二件核心装备车载充电机电池包到位还得能充电。配套充电选了3.3kW车载OBC充电机。原因实在手上正好有一个。协议成熟、稳定兼容能物尽其用就用上。图示车载充电机有人问3.3kW够吗够而且慢充对锂电池更温柔——锂电池怕热温度控制住安全风险就低很多。我实际用的时候经常只跑1.5kW充电电流就4安多充完电池摸上去还是凉的。在安全面前效率让一让宁可慢一点。还有那些不起眼但不可缺少的东西后续自己开发了CAN通信模块和显示控制模块再配齐高压连接器、高压线束、低压电源、冷却系统、急停开关、绝缘材料等。看似不起眼。但真正花时间的往往是这些零碎部件。那段停滞期里这些配件一件一件到货是我唯一看得见的进度。DIY的乐趣有时候不在搞定那个最核心的大件而在于——手边刚好有个什么东西凑合一下居然能用而且用得挺好。二、最花时间的一步让它‘听我的话’东西全了真正烧脑的才刚刚开始。电池有电但放不出来。它像一个装睡的巨人明明能量就在里面你却怎么也叫不醒它。很多人以为动力电池包就是个大号锂电池正负极一接就能输出高压。实际上完全不是这么回事。现代动力电池包内部是一套高度智能的闭环系统——BMS电池管理系统、高压接触器、预充电路、绝缘监测全程由通信协议锁死。没有匹配的控制指令系统直接锁止接触器不闭合一度电都放不出来。第一回合搞清楚谁是谁。我要做的第一件事就是搞清楚这个电池包在“说什么”然后学会“怎么跟它说话”。总线上同时跑着几十个ID哪些是电池发出来的状态信息哪些是控制器发出来的控制指令完全是一团乱麻。我要做的是把电池相关的ID一条一条识别出来。图示研究电池包过程图集第二回合弄清楚每一帧报文在说什么。每个ID背后是一串八个字节的数据里面塞满了电压、温度、电流这些物理量。但这些原始数据不是直接可读的——字节要解析、系数要换算、偏移量要处理。我需要对着一帧一帧的报文用已知数据反推物理量验证比对把解析规则摸清楚。第三回合搞定控制指令和校验。即使弄清楚了数据含义想要主动控制电池还得发符合规范的指令报文。而每条指令报文里都藏着校验机制——每一帧数据都不一样防止被篡改。控制指令的内容算对了校验值不对电池包照样把你的报文当垃圾扔掉。那段时间每天重复同一件事抓一段数据分析它的规律发一条指令看它有没有反应。大部分时候没反应。有时候有反应但跟预想的完全不一样。就这么反反复复地磨终于把报文的含义、控制指令的格式、校验的逻辑全部摸透了。最终成果经过大量验证后我成功整理出完整的BMSOBC CAN通信矩阵现在电池包里每一节电芯的电压、每一块模组的温度、剩余电量和健康状态我都能实时看到并控制。BMS状态监控单体电压、模组温度、整包电压电流SOC剩余电量、SOH健康度功能控制工作模式切换、接触器控制、预充控制绝缘检测、故障管理OBC控制充电启动、充电电流请求、充电电压请求、状态反馈也就是说现在已经可以完全脱离原车环境在实验室台架上成为一个独立、安全、可控的高压电源。回头来看这件事能做成靠的是三样东西扎实的技术原理功底、足够多的耐心、以及得力的工具。 原理让你知道方向对不对耐心让你扛得住一次又一次的失败工具让你能把想法变成现实。三者缺一不可。当高压接触器“啪”的一声精准吸合、系统正常上电的那一刻心里那根绷了很久的弦终于松了下来。这也是整个项目最有价值的部分。三、从零件堆里长出一台“正经设备”决定自己攒一台高压电源之后桌面就没干净过。零件齐了之后桌面上堆得满满当当。电池包、OBC、控制器、线束、显示屏、开关、接插件……看着像杂货铺。但我知道它们正在慢慢变成一台完整的东西。整个组装过程我只有一个想法——把它做成一件正经设备而不是一个“能通电就算成功”的实验品。图示配组装过程照片——整机操作面板上总电源开关、工业级急停按钮、分层状态指示灯该有的全有。急停摆在最顺手的位置伸手就能拍到——安全这件事任何时候都排在第一位。显示系统实时刷新电压、电流、输出功率、SOC、电池温度所有关键数据抬眼就能看到省得一边测试一边拿万用表到处戳。水冷设计针对大功率工作最要命的温升问题专门配了水冷设计。毕竟几十千瓦跑起来热量不是闹着玩的。满载连续跑温度稳得很长时间台架测试完全扛得住。有个细节值得一说——固定电机用的是木头支架。不是什么精密加工件就是买电机时包装箱里那几块木料尺寸刚好一固定稳得不行。DIY的精神不拘一格实用主义至上。整台设备做完往那一放线束规整排布分区走线绝缘加固每一根都有它的位置。明明是手工攒出来的东西看起来却像一台正经的工业产品。看到的人第一反应基本都是“这真的是你手搓出来的”这个反应本身就是最好的回答。为什么叫“超级充电宝”名字不是随便起的。你仔细看这东西能充电、能移动、容量大、功率大——这些特征跟手机充电宝完全一样。唯一的区别是手机充电宝是20W这个是几十千瓦。反差感拉满名字就这么定了。图示“超级充电宝诞生”四、实战落地低成本平替几十万工业设备电驱系统测试台设备做好之后第一个正儿八经的任务是给80kW电驱系统做功能测试。电机正反转、无级调速、高低速工况循环、满载轻载模拟、故障工况复现——全部在台架上调通验证完毕。这套流程走下来有个非常大的好处就是所有零部件问题全部解决在装车之前。把问题消灭在实验室里而不是消灭在整车上——这才是做研发该有的顺序。对比实验室那些动辄几十万的高压电源这套东西的优点是实打实的功率充足——几十kW满载输出覆盖绝大多数新能源小件测试需求。成本极低——就是电池包加充电机的硬件成本零高额采购预算花小钱办大事。灵活移动——没有场地限制实验室、台架、外场调试推过去就能用。目前它能覆盖的场景已经很全面了高压空调压缩机测试、OBC/DC-DC测试、PTC测试、BMS开发验证、高压部件台架测试、教学实训平台、甚至还可以作为新能源汽车高压系统培训平台。一台设备基本覆盖了新能源高压小件研发测试的大部分品类需求。安全声明动力电池属于高压危险设备涉及高压电、大电流、高能量储存系统存在触电、起火等风险。本文仅记录技术研究过程非专业人员请勿模仿。 欢迎同行交流讨论。工程师的终极浪漫亲手解局这套设备的价值从一开始就不止是省钱那么简单。这个过程让我重新理解了一件事真正的工程师思维从来不是等待条件而是没有条件就创造条件。行业卡预算、设备卡进度、技术卡壁垒所有人都束手无策的时候你能不能沉下心来把问题拆开把方案落地把结果做出来这才是工程师真正的底气——遇困不躺平遇阻不绕路把所有看似无解的难题亲手变成可行的方案。那种感觉比任何娱乐都来得真实。彩蛋这台设备现在是我们实验室的宝贝疙瘩。做项目离不开它谁要用谁推走用完了推回来插上电继续充着。有一次合作方来公司交流看到这台设备摆在实验室里绕着看了好几圈问我“这套电源是哪家供应商的看着挺规整。”我说“我们自己攒的。”对方愣了一下“你们自己做的我没多解释什么只是指了指机箱侧面那个自己贴上去的标签——以技术破局以实干成事。这大概就是属于研发人最硬核的骄傲。全文完关注公众号不错过每一期干货欢迎在评论区留言讨论图片