Elektrikli avtomobillərdə gərginlik və cərəyan sinxronizasiyası ilə ağıllı qovşaq qutusu

Elektrikli avtomobillərdə gərginlik və cərəyan sinxronizasiyası ilə ağıllı qovşaq qutusu

Elektrikli nəqliyyat vasitələri (EV) daha populyarlaşdıqca, avtomobil istehsalçılarının qarşısında duran vəzifə sürücülərin “aralıq məsafəsi narahatlığını” aradan qaldırmaq, eyni zamanda avtomobili daha sərfəli etməkdir.Bu, batareya paketlərini daha yüksək enerji sıxlığı ilə daha aşağı qiymətə çevirmək deməkdir.Hüceyrələrdə saxlanılan və əldə edilən hər bir vatt-saat sürücülük diapazonunu genişləndirmək üçün çox vacibdir.

Gərginlik, temperatur və cərəyanın dəqiq ölçülməsi sistemdəki hər bir hüceyrənin yük və ya sağlamlıq vəziyyətinin ən yüksək qiymətləndirilməsinə nail olmaq üçün vacibdir.

Batareyanın idarəetmə sisteminin (BMS) əsas funksiyası hüceyrə gərginliklərinə, paket gərginliklərinə və paket cərəyanına nəzarət etməkdir.Şəkil 1a yaşıl qutuda yığılmış çoxlu hüceyrələrlə batareya paketini göstərir.Hüceyrə nəzarəti bölməsinə hüceyrələrin gərginliyini və temperaturunu yoxlayan hüceyrə monitorları daxildir.
Ağıllı BJB-nin üstünlükləri:

Naqilləri və kabel kəmərlərini aradan qaldırır.
Daha az səs-küylə gərginlik və cərəyan ölçmələrini yaxşılaşdırır.
Aparat və proqram təminatının işlənməsini asanlaşdırır.Texas Instruments (TI) paketi monitoru və hüceyrə monitorları eyni cihazlar ailəsindən gəldiyi üçün onların arxitekturası və qeydiyyat xəritələri çox oxşardır.
Sistem istehsalçılarına paket gərginliyi və cərəyan ölçmələrini sinxronizasiya etməyə imkan verir.Kiçik sinxronizasiya gecikmələri şarj vəziyyətinin qiymətləndirilməsini artırır.
Gərginlik, temperatur və cərəyan ölçmə
Gərginlik: Gərginlik bölünmüş rezistor telləri ilə ölçülür.Bu ölçmələr elektron açarların açıq və ya qapalı olub olmadığını yoxlayır.
Temperatur: Temperatur ölçmələri şunt rezistorunun istiliyinə nəzarət edir ki, MCU kompensasiya tətbiq edə bilsin, həmçinin kontaktorların temperaturu onların gərgin olmadığından əmin olsun
Cari: Cari ölçmələr aşağıdakılara əsaslanır:
Şunt rezistoru.EV-də cərəyanlar minlərlə amperə çata bildiyi üçün bu şunt rezistorlar olduqca kiçikdir - 25 µOhm ilə 50 µOhm aralığında.
Hall-effekt sensoru.Onun dinamik diapazonu adətən məhduddur, buna görə də bəzən bütün diapazonu ölçmək üçün sistemdə çoxlu sensorlar olur.Hall-effekt sensorları təbii olaraq elektromaqnit müdaxiləsinə həssasdır.Bununla belə, siz bu sensorları sistemin istənilən yerinə yerləşdirə bilərsiniz və onlar təbii olaraq təcrid olunmuş ölçməni təmin edirlər.
Gərginlik və cərəyan sinxronizasiyası

Gərginlik və cərəyan sinxronizasiyası paket monitoru və hüceyrə monitoru arasında gərginlik və cərəyanı nümunə götürmək üçün mövcud olan vaxt gecikməsidir.Bu ölçmələr əsasən elektro-impedans spektroskopiyası vasitəsilə yük vəziyyətini və sağlamlıq vəziyyətini hesablamaq üçün istifadə olunur.Hüceyrədəki gərginliyi, cərəyanı və gücü ölçməklə elementin empedansının hesablanması BMS-ə avtomobilin ani gücünü izləməyə imkan verir.

Ən dəqiq güc və empedans təxminlərini təmin etmək üçün hüceyrə gərginliyi, paket gərginliyi və paket cərəyanı zamanla sinxronlaşdırılmalıdır.Müəyyən vaxt intervalında nümunələrin götürülməsinə sinxronizasiya intervalı deyilir.Sinxronizasiya intervalı nə qədər kiçik olarsa, güc təxmini və ya empedans təxmini daha dəqiqdir.Sinxronlaşdırılmamış verilənlərin xətası mütənasibdir.Doldurma vəziyyətinin qiymətləndirilməsi nə qədər dəqiq olarsa, sürücülər bir o qədər çox yürüş əldə edir.

Sinxronizasiya tələbləri

Növbəti nəsil BMS-lər 1 ms-dən az müddətdə sinxronlaşdırılmış gərginlik və cərəyan ölçmələrini tələb edəcək, lakin bu tələbi yerinə yetirməkdə çətinliklər var:

Bütün hüceyrə monitorları və paket monitorları müxtəlif saat mənbələrinə malikdir;buna görə də əldə edilən nümunələr mahiyyət etibarilə sinxronlaşdırılmır.
Hər bir hüceyrə monitoru altıdan 18 hüceyrəyə qədər ölçə bilər;hər bir hüceyrənin məlumatı 16 bit uzunluğundadır.Gərginlik və cərəyan sinxronizasiyası üçün icazə verilən vaxt büdcəsini istehlak edə bilən zəncirli zəncirli interfeys üzərindən ötürülməsi lazım olan çoxlu məlumat var.
Gərginlik filtri və ya cərəyan filtri kimi hər hansı bir filtr siqnal yoluna təsir edərək gərginlik və cərəyan sinxronizasiya gecikmələrinə kömək edir.
TI-nin BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 və BQ79612-Q1 batareya monitorları hüceyrə monitoruna və paket monitoruna ADC başlanğıc əmri verməklə vaxt əlaqəsini saxlaya bilər.Bu TI batareya monitorları, həmçinin zəncirli zəncir interfeysindən aşağı ADC başlanğıc əmrini ötürərkən yayılma gecikməsini kompensasiya etmək üçün gecikmiş ADC nümunəsini dəstəkləyir.

Nəticə

Avtomobil sənayesində baş verən kütləvi elektrikləşdirmə səyləri sistemin təhlükəsizliyini artırmaqla yanaşı, qovşaq qutusuna elektronika əlavə etməklə BMS-lərin mürəkkəbliyini azaltmaq ehtiyacını artırır.Paket monitoru yerli olaraq relelərdən əvvəl və sonra gərginlikləri, batareya paketindən keçən cərəyanı ölçə bilər.Gərginlik və cərəyan ölçmələrində dəqiqliyin təkmilləşdirilməsi birbaşa batareyanın optimal istifadəsi ilə nəticələnəcəkdir.

Effektiv gərginlik və cərəyan sinxronizasiyası dəqiq sağlamlıq vəziyyəti, doldurulma vəziyyəti və elektrik empedans spektroskopiyası hesablamalarına imkan verir ki, bu da batareyanın ömrünü uzatmaq üçün optimal istifadə ilə nəticələnəcək, həmçinin hərəkət diapazonunu artıracaq.