Kuti bashkimi inteligjente me sinkronizimin e tensionit dhe rrymës në EV

Kuti bashkimi inteligjente me sinkronizimin e tensionit dhe rrymës në EV

Ndërsa automjetet elektrike (EV-të) bëhen më të njohura, sfida për prodhuesit e makinave është të heqin "ankthin e vargut" të shoferëve duke e bërë makinën më të përballueshme.Kjo përkthehet në uljen e kostos së paketave të baterive me densitet më të lartë të energjisë.Çdo vat-orë e vetme e ruajtur dhe e marrë nga qelizat është kritike për të zgjeruar diapazonin e lëvizjes.

Të kesh matje të sakta të tensionit, temperaturës dhe rrymës është thelbësore për të arritur vlerësimin më të lartë të gjendjes së ngarkesës ose gjendjes së shëndetit të çdo qelize në sistem.

Funksioni kryesor i një sistemi të menaxhimit të baterive (BMS) është të monitorojë tensionet e qelizave, tensionet e paketimit dhe paketimin e rrymës.Figura 1a tregon një paketë baterie në kutinë e gjelbër me qeliza të shumta të grumbulluara.Njësia mbikëqyrëse e qelizave përfshin monitorët e qelizave që kontrollojnë tensionin dhe temperaturën e qelizave.
Përfitimet e BJB inteligjente:

Eliminon telat dhe parzmoret e kabllove.
Përmirëson matjet e tensionit dhe rrymës me zhurmë më të ulët.
Thjeshtëson zhvillimin e harduerit dhe softuerit.Për shkak se monitorët e paketës së Texas Instruments (TI) dhe monitorët celularë vijnë nga e njëjta familje pajisjesh, arkitektura e tyre dhe hartat e regjistrave janë të gjitha shumë të ngjashme.
U mundëson prodhuesve të sistemit të sinkronizojnë matjet e tensionit dhe rrymës së paketës.Vonesat e vogla të sinkronizimit përmirësojnë vlerësimet e gjendjes së tarifës.
Matja e tensionit, temperaturës dhe rrymës
Tensioni: Tensioni matet duke përdorur vargjet e rezistencës të ndarë.Këto matje kontrollojnë nëse çelësat elektronikë janë të hapur apo të mbyllur.
Temperatura: Matjet e temperaturës monitorojnë temperaturën e rezistencës shunt në mënyrë që MCU të mund të aplikojë kompensim, si dhe temperaturën e kontaktorëve për t'u siguruar që ata të mos jenë të stresuar.
Rryma: Matjet aktuale bazohen në:
Një rezistencë shunt.Për shkak se rrymat në një EV mund të shkojnë deri në mijëra amper, këto rezistorë shunt janë jashtëzakonisht të vogla - në intervalin nga 25 µOhms deri në 50 µOhms.
Një sensor me efekt sallë.Gama e tij dinamike është zakonisht e kufizuar, kështu që ndonjëherë ka sensorë të shumtë në sistem për të matur të gjithë gamën.Sensorët e efektit Hall janë në thelb të ndjeshëm ndaj ndërhyrjeve elektromagnetike.Ju mund t'i vendosni këta sensorë kudo në sistem, megjithatë, dhe ata në thelb ofrojnë një matje të izoluar.
Sinkronizimi i tensionit dhe rrymës

Sinkronizimi i tensionit dhe rrymës është vonesa kohore që ekziston për të kampionuar tensionin dhe rrymën midis monitorit të paketës dhe monitorit të qelisë.Këto matje përdoren kryesisht për llogaritjen e gjendjes së ngarkesës dhe gjendjes shëndetësore nëpërmjet spektroskopisë elektro-impedance.Llogaritja e rezistencës së rezistencës së qelizës duke matur tensionin, rrymën dhe fuqinë në të gjithë qelizën i mundëson BMS të monitorojë fuqinë e menjëhershme të makinës.

Tensioni i qelisë, voltazhi i paketës dhe rryma e paketës duhet të sinkronizohen me kohë për të siguruar vlerësimet më të sakta të fuqisë dhe rezistencës.Marrja e mostrave brenda një intervali të caktuar kohor quhet interval i sinkronizimit.Sa më i vogël të jetë intervali i sinkronizimit, aq më i saktë është vlerësimi i fuqisë ose vlerësimi i rezistencës.Gabimi i të dhënave jo të sinkronizuara është proporcional.Sa më i saktë të jetë vlerësimi i gjendjes së ngarkesës, aq më shumë kilometrazhin marrin shoferët.

Kërkesat e sinkronizimit

BMS-të e gjeneratës së ardhshme do të kërkojnë matje të sinkronizuara të tensionit dhe rrymës në më pak se 1 ms, por ka sfida në përmbushjen e kësaj kërkese:

Të gjithë monitorët celularë dhe monitorët e paketave kanë burime të ndryshme të orës;prandaj, mostrat e marra nuk janë në thelb të sinkronizuara.
Çdo monitor celular mund të masë nga gjashtë deri në 18 qeliza;të dhënat e secilës qelizë janë 16 bit.Ka shumë të dhëna që duhen transmetuar përmes një ndërfaqeje zinxhiri daisy, e cila mund të konsumojë buxhetin e kohës së lejuar për sinkronizimin e tensionit dhe rrymës.
Çdo filtër si një filtër tensioni ose një filtër rrymë ndikon në rrugën e sinjalit, duke kontribuar në vonesat e sinkronizimit të tensionit dhe rrymës.
Monitorët e baterive BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 dhe BQ79612-Q1 të TI mund të mbajnë një lidhje kohore duke lëshuar një komandë fillimi ADC për monitorin e celularit dhe monitorin e paketës.Këta monitorues të baterive TI mbështesin gjithashtu marrjen e mostrave të vonuara ADC për të kompensuar vonesën e përhapjes kur transmeton komandën e fillimit ADC në ndërfaqen e zinxhirit të daisy.

konkluzioni

Përpjekjet masive të elektrifikimit që ndodhin në industrinë e automobilave po nxisin nevojën për të reduktuar kompleksitetin e BMS-ve duke shtuar elektronikë në kutinë e kryqëzimit, duke rritur njëkohësisht sigurinë e sistemit.Një monitor i paketës mund të matë në nivel lokal tensionet para dhe pas releve, rrymën përmes paketës së baterisë.Përmirësimet e saktësisë në matjet e tensionit dhe rrymës do të rezultojnë drejtpërdrejt në përdorimin optimal të një baterie.

Sinkronizimi efektiv i tensionit dhe rrymës mundëson llogaritjet e sakta të gjendjes së shëndetit, gjendjes së karikimit dhe spektroskopisë së rezistencës elektrike që do të rezultojë në përdorimin optimal të baterisë për të zgjatur jetën e saj, si dhe rritjen e diapazonit të lëvizjes.