Intelligentne harukarp pinge ja voolu sünkroniseerimisega elektrisõidukites

Intelligentne harukarp pinge ja voolu sünkroniseerimisega elektrisõidukites

Kuna elektrisõidukid (EV-d) muutuvad populaarsemaks, on autotootjate väljakutseks kõrvaldada juhtide nn sõiduulatuse ärevus, muutes samal ajal auto soodsamaks.See tähendab, et akud muutuvad odavamaks ja suurema energiatihedusega.Iga salvestatud ja rakkudest välja võetud vatt-tund on sõiduulatuse laiendamiseks kriitilise tähtsusega.

Pinge, temperatuuri ja voolu täpsed mõõtmised on süsteemi iga raku laetuse või tervisliku seisundi kõrgeima hinnangu saavutamiseks ülimalt olulised.

Akuhaldussüsteemi (BMS) põhiülesanne on jälgida elementide pinget, paketi pinget ja aku voolu.Joonisel fig 1a on kujutatud rohelises kastis akut, kus on mitu virnastatud elementi.Kärjeseireüksus sisaldab raku monitore, mis kontrollivad elementide pinget ja temperatuuri.
Intelligentse BJB eelised:

Kõrvaldab juhtmed ja juhtmestikud.
Parandab pinge ja voolu mõõtmist madalama müraga.
Lihtsustab riist- ja tarkvaraarendust.Kuna Texas Instrumentsi (TI) pakkmonitor ja rakumonitorid pärinevad samast seadmete perekonnast, on nende arhitektuur ja registrikaardid kõik väga sarnased.
Võimaldab süsteemitootjatel sünkroonida paketi pinge ja voolu mõõtmisi.Väikesed sünkroonimisviivitused parandavad laetuse hinnanguid.
Pinge, temperatuuri ja voolu mõõtmine
Pinge: pinget mõõdetakse jaotatud takisti stringide abil.Nende mõõtmiste abil kontrollitakse, kas elektroonilised lülitid on avatud või suletud.
Temperatuur: temperatuuri mõõtmised jälgivad šundi takisti temperatuuri, et MCU saaks rakendada kompensatsiooni, samuti kontaktorite temperatuuri, et veenduda, et need ei ole pinge all.
Praegune: praegused mõõtmised põhinevad:
Šundi takisti.Kuna elektrimootori voolud võivad ulatuda tuhandete ampriteni, on need šunditakistid äärmiselt väikesed – vahemikus 25 µoomi kuni 50 µoomi.
Hall-efekti andur.Selle dünaamiline ulatus on tavaliselt piiratud, mistõttu mõnikord on süsteemis mitu andurit kogu vahemiku mõõtmiseks.Hall-efekti andurid on oma olemuselt vastuvõtlikud elektromagnetilistele häiretele.Saate need andurid paigutada kõikjale süsteemis ja need annavad oma olemuselt isoleeritud mõõtmise.
Pinge ja voolu sünkroniseerimine

Pinge ja voolu sünkroniseerimine on viivitus, mis eksisteerib pinge ja voolu proovivõtmiseks paki monitori ja elemendi monitori vahel.Neid mõõtmisi kasutatakse peamiselt laetuse ja tervisliku seisundi arvutamiseks elektroimpedantsi spektroskoopia abil.Lahtri impedantsi arvutamine elemendi pinge, voolu ja võimsuse mõõtmise abil võimaldab BMS-il jälgida auto hetkevõimsust.

Kõige täpsemate võimsuse ja impedantsi hinnangute saamiseks tuleb elemendi pinge, paketi pinge ja voolutugevus ajaliselt sünkroniseerida.Proovide võtmist teatud ajavahemiku jooksul nimetatakse sünkroniseerimisintervalliks.Mida väiksem on sünkroniseerimisintervall, seda täpsem on võimsuse või impedantsi hinnang.Mittesünkroonitud andmete viga on proportsionaalne.Mida täpsem on laadimisseisundi hinnang, seda rohkem saavad juhid läbisõitu.

Sünkroonimisnõuded

Järgmise põlvkonna BMS-id nõuavad pinge ja voolu sünkroniseerimist vähem kui 1 ms jooksul, kuid selle nõude täitmisel on probleeme:

Kõigil raku monitoridel ja pakkmonitoritel on erinevad kellaallikad;seetõttu ei ole omandatud proovid olemuslikult sünkroniseeritud.
Iga rakumonitor võiks mõõta kuut kuni 18 rakku;iga lahtri andmed on 16 bitti pikad.Seal on palju andmeid, mida tuleb edastada ahelaliidese kaudu, mis võib kulutada pinge ja voolu sünkroonimiseks lubatud ajastuseelarvet.
Iga filter, nagu pingefilter või voolufilter, mõjutab signaali teed, aidates kaasa pinge ja voolu sünkroniseerimise viivitustele.
TI akumonitorid BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 ja BQ79612-Q1 suudavad säilitada ajasuhet, andes rakumonitorile ja pakimonitorile ADC käivituskäsu.Need TI akumonitorid toetavad ka viivitatud ADC diskreetimist, et kompenseerida levimisviivitust ADC käivituskäsu edastamisel mööda ahela liidest.

Järeldus

Autotööstuses toimuvad tohutud elektrifitseerimispüüdlused põhjustavad vajadust vähendada BMS-ide keerukust, lisades ühenduskarpi elektroonika, suurendades samal ajal süsteemi ohutust.Pakimonitor saab kohapeal mõõta pingeid enne ja pärast releed, voolu läbi aku.Pinge ja voolu mõõtmise täpsuse paranemine toob otseselt kaasa aku optimaalse kasutamise.

Tõhus pinge ja voolu sünkroniseerimine võimaldab täpseid tervisliku seisundi, laetuse ja elektrilise impedantsi spektroskoopilisi arvutusi, mille tulemuseks on aku optimaalne kasutamine, et pikendada selle eluiga ja suurendada sõiduulatust.