Інтэлектуальная размеркавальная скрынка з сінхранізацыяй напружання і току ў EV

Інтэлектуальная размеркавальная скрынка з сінхранізацыяй напружання і току ў EV

Паколькі электрычныя транспартныя сродкі (EV) становяцца ўсё больш папулярнымі, задача для вытворцаў аўтамабіляў заключаецца ў тым, каб зняць у кіроўцаў «трывожнасць дыяпазону», адначасова зрабіўшы аўтамабіль больш даступным.Гэта азначае, што батарэйныя блокі памяншаюцца з больш высокай шчыльнасцю энергіі.Кожная ват-гадзіна, захаваная і атрыманая з ячэек, мае вырашальнае значэнне для пашырэння радыусу дзеяння.

Наяўнасць дакладных вымярэнняў напружання, тэмпературы і току мае першараднае значэнне для дасягнення найвышэйшай ацэнкі стану зарада або стану здароўя кожнай ячэйкі ў сістэме.

Асноўнай функцыяй сістэмы кіравання батарэямі (BMS) з'яўляецца маніторынг напружання ячэек, напружання ўпакоўкі і току ўпакоўкі.На малюнку 1а паказаны акумулятар у зялёнай скрынцы з некалькімі ячэйкамі.Блок кантролю ячэйкі ўключае ў сябе маніторы ячэйкі, якія правяраюць напружанне і тэмпературу ячэек.
Перавагі інтэлектуальнага BJB:

Выключае правады і кабельныя жгуты.
Паляпшае вымярэнне напружання і току з меншым шумам.
Спрашчае распрацоўку апаратнага і праграмнага забеспячэння.Паколькі маніторы пакета Texas Instruments (TI) і маніторы клетак паходзяць з аднаго сямейства прылад, іх архітэктура і карты рэгістраў вельмі падобныя.
Дазваляе вытворцам сістэм сінхранізаваць вымярэння напружання і току блока.Невялікія затрымкі сінхранізацыі паляпшаюць ацэнку стану зарада.
Вымярэнне напружання, тэмпературы і току
Напружанне: напружанне вымяраецца з дапамогай падзеленых рэзістараў.Гэтыя вымярэнні правяраюць, электронныя выключальнікі размыканыя або замкнёныя.
Тэмпература: вымярэння тэмпературы кантралююць тэмпературу шунтирующего рэзістара, каб MCU мог прымяніць кампенсацыю, а таксама тэмпературу кантактароў, каб пераканацца, што яны не падвяргаюцца напружанню
Ток: бягучыя вымярэнні заснаваныя на:
Шунтирующий рэзістар.Паколькі ток у EV можа дасягаць тысячы ампер, гэтыя шунтыруючыя рэзістары надзвычай малыя - у дыяпазоне ад 25 мкОм да 50 мкОм.
Датчык эфекту Хола.Яго дынамічны дыяпазон звычайна абмежаваны, таму часам у сістэме ёсць некалькі датчыкаў для вымярэння ўсяго дыяпазону.Датчыкі з эфектам Хола па сваёй сутнасці схільныя да электрамагнітных перашкод.Аднак вы можаце размясціць гэтыя датчыкі ў любым месцы сістэмы, і яны па сваёй сутнасці забяспечваюць ізаляванае вымярэнне.
Сінхранізацыя напружання і току

Сінхранізацыя напружання і току - гэта часовая затрымка, якая існуе для выбаркі напружання і току паміж маніторам пакета і маніторам ячэек.Гэтыя вымярэнні ў асноўным выкарыстоўваюцца для разліку стану зарада і здароўя з дапамогай спектраскапіі электраімпеданса.Разлік імпедансу ячэйкі шляхам вымярэння напружання, току і магутнасці на ячэйцы дазваляе BMS кантраляваць імгненную магутнасць аўтамабіля.

Напружанне ячэек, напружанне пакета і ток пакета павінны быць сінхранізаваныя па часе, каб забяспечыць найбольш дакладныя ацэнкі магутнасці і імпедансу.Адбор пробаў на працягу пэўнага інтэрвалу часу называецца інтэрвалам сінхранізацыі.Чым меншы інтэрвал сінхранізацыі, тым больш дакладная ацэнка магутнасці або ацэнка імпедансу.Памылка несінхранізаваных даных прапарцыйная.Чым больш дакладная ацэнка стану зарада, тым больш прабег атрымліваюць вадзіцелі.

Патрабаванні да сінхранізацыі

BMS наступнага пакалення запатрабуюць сінхранізаваных вымярэнняў напружання і току менш чым за 1 мс, але пры выкананні гэтага патрабавання ёсць праблемы:

Усе маніторы клетак і маніторы пакетаў маюць розныя крыніцы тактавага сігналу;такім чынам, набытыя ўзоры па сваёй сутнасці не сінхранізаваныя.
Кожны манітор клеткі мог вымяраць ад шасці да 18 клетак;даныя кожнай ячэйкі маюць даўжыню 16 біт.Ёсць шмат даных, якія патрабуюць перадачы праз шлейфаваны інтэрфейс, што можа затраціць бюджэт часу, дазволены для сінхранізацыі напружання і току.
Любы фільтр, такі як фільтр напружання або фільтр току, уплывае на шлях сігналу, спрыяючы затрымкам сінхранізацыі напружання і току.
Маніторы батарэі BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 і BQ79612-Q1 ад TI могуць падтрымліваць часавыя адносіны, выдаючы каманду запуску АЦП на манітор клетак і манітор пакета.Гэтыя маніторы батарэі TI таксама падтрымліваюць адкладзеную выбарку АЦП для кампенсацыі затрымкі распаўсюджвання пры перадачы каманды запуску АЦП ўніз па шлейфу.

Заключэнне

Масавыя намаганні па электрыфікацыі, якія адбываюцца ў аўтамабільнай прамысловасці, выклікаюць неабходнасць паменшыць складанасць BMS за кошт дадання электронікі ў размеркавальную скрынку, адначасова павышаючы бяспеку сістэмы.Манітор пакета можа лакальна вымяраць напружанне да і пасля рэле, ток праз акумулятар.Павышэнне дакладнасці вымярэнняў напружання і току непасрэдна прывядзе да аптымальнага выкарыстання батарэі.

Эфектыўная сінхранізацыя напружання і току дае магчымасць дакладных разлікаў спектраскапіі стану здароўя, стану зарада і электрычнага імпедансу, што прывядзе да аптымальнага выкарыстання батарэі для падаўжэння тэрміну яе службы, а таксама павелічэння далёкасці руху.