ინტელექტუალური შეერთების ყუთი ძაბვისა და დენის სინქრონიზაციით ელექტრომობილებში

ინტელექტუალური შეერთების ყუთი ძაბვისა და დენის სინქრონიზაციით ელექტრომობილებში

რაც უფრო პოპულარული ხდება ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებები (EVs), ავტომობილების მწარმოებლების გამოწვევაა მძღოლების „დისტანციური შფოთვის“ მოხსნა, ხოლო მანქანა უფრო ხელმისაწვდომი გახადოს.ეს ნიშნავს, რომ ბატარეის პაკეტების დაბალ ღირებულებას უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივე აქვს.უჯრედებიდან შენახული და ამოღებული ყოველი ვატ-საათი გადამწყვეტია მართვის დიაპაზონის გასაგრძელებლად.

ძაბვის, ტემპერატურისა და დენის ზუსტი გაზომვები გადამწყვეტია სისტემის ყველა უჯრედის დატენვის ან ჯანმრთელობის მდგომარეობის უმაღლესი შეფასებისთვის.

ბატარეის მართვის სისტემის (BMS) ძირითადი ფუნქციაა უჯრედის ძაბვის, შეფუთვის ძაბვის და დენის შეკვრა.ნახაზი 1a გვიჩვენებს ბატარეის პაკეტს მწვანე ყუთში, სადაც დაწყობილია მრავალი უჯრედი.უჯრედის ზედამხედველი განყოფილება მოიცავს უჯრედის მონიტორებს, რომლებიც ამოწმებენ უჯრედების ძაბვას და ტემპერატურას.
ინტელექტუალური BJB-ის უპირატესობები:

აცილებს მავთულხლართებს და საკაბელო აღკაზმულობას.
აუმჯობესებს ძაბვისა და დენის გაზომვას დაბალი ხმაურით.
ამარტივებს ტექნიკისა და პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარებას.იმის გამო, რომ Texas Instruments (TI) პაკეტის მონიტორი და უჯრედის მონიტორები მოდის მოწყობილობების ერთი და იმავე ოჯახიდან, მათი არქიტექტურა და რეგისტრის რუქები ძალიან ჰგავს.
სისტემის მწარმოებლებს საშუალებას აძლევს სინქრონიზაცია გაუკეთონ პაკეტის ძაბვისა და დენის გაზომვებს.სინქრონიზაციის მცირე შეფერხებები აძლიერებს დატენვის მდგომარეობის შეფასებას.
ძაბვის, ტემპერატურის და დენის გაზომვა
ძაბვა: ძაბვა იზომება დაყოფილი რეზისტორების სიმების გამოყენებით.ეს გაზომვები ამოწმებს ელექტრონული კონცენტრატორები ღიაა თუ დახურული.
ტემპერატურა: ტემპერატურის გაზომვები აკონტროლებს შუნტის რეზისტორის ტემპერატურას, რათა MCU-მ შეძლოს კომპენსაციის გამოყენება, ისევე როგორც კონტაქტორების ტემპერატურა, რათა დარწმუნდეს, რომ ისინი არ არიან დაძაბული.
მიმდინარე: მიმდინარე გაზომვები ეფუძნება:
შუნტის რეზისტორი.იმის გამო, რომ ელექტრომომარაგების დენები შეიძლება ათასობით ამპერამდე იყოს, ეს შუნტის რეზისტორები ძალიან მცირეა - 25 μOhms-დან 50 μOhms-მდე.
დარბაზის ეფექტის სენსორი.მისი დინამიური დიაპაზონი, როგორც წესი, შეზღუდულია, ამიტომ, ზოგჯერ სისტემაში არის მრავალი სენსორი მთელი დიაპაზონის გასაზომად.ჰოლის ეფექტის სენსორები არსებითად მგრძნობიარეა ელექტრომაგნიტური ჩარევის მიმართ.თქვენ შეგიძლიათ განათავსოთ ეს სენსორები სისტემის ნებისმიერ ადგილას, თუმცა ისინი არსებითად უზრუნველყოფენ იზოლირებულ გაზომვას.
ძაბვის და დენის სინქრონიზაცია

ძაბვისა და დენის სინქრონიზაცია არის დროის დაყოვნება, რომელიც არსებობს ძაბვისა და დენის სინჯისთვის პაკეტის მონიტორსა და უჯრედის მონიტორს შორის.ეს გაზომვები ძირითადად გამოიყენება დამუხტვის მდგომარეობისა და ჯანმრთელობის მდგომარეობის გამოსათვლელად ელექტრო წინაღობის სპექტროსკოპიით.უჯრედის წინაღობის გამოთვლა უჯრედში ძაბვის, დენის და სიმძლავრის გაზომვით საშუალებას აძლევს BMS-ს აკონტროლოს მანქანის მყისიერი სიმძლავრე.

უჯრედის ძაბვა, პაკეტის ძაბვა და პაკეტის დენი დროში უნდა იყოს სინქრონიზებული, რათა უზრუნველყოს სიმძლავრისა და წინაღობის ყველაზე ზუსტი შეფასება.ნიმუშების აღებას გარკვეული დროის ინტერვალში ეწოდება სინქრონიზაციის ინტერვალი.რაც უფრო მცირეა სინქრონიზაციის ინტერვალი, მით უფრო ზუსტია სიმძლავრის შეფასება ან წინაღობის შეფასება.არასინქრონიზებული მონაცემების შეცდომა პროპორციულია.რაც უფრო ზუსტია დატენვის მდგომარეობის შეფასება, მით მეტ გარბენს იღებენ მძღოლები.

სინქრონიზაციის მოთხოვნები

შემდეგი თაობის BMS-ებს დასჭირდებათ ძაბვისა და დენის სინქრონიზებული გაზომვები 1 ms-ზე ნაკლებ დროში, მაგრამ არის გამოწვევები ამ მოთხოვნის დაკმაყოფილებისას:

ყველა უჯრედის მონიტორს და პაკეტის მონიტორს აქვს საათის სხვადასხვა წყარო;შესაბამისად, შეძენილი ნიმუშები არ არის არსებითად სინქრონიზებული.
თითოეული უჯრედის მონიტორს შეეძლო ექვსიდან 18 უჯრედის გაზომვა;თითოეული უჯრედის მონაცემები 16 ბიტიანია.არსებობს უამრავი მონაცემი, რომელიც საჭიროებს გადაცემას Daisy-chain ინტერფეისით, რამაც შეიძლება მოიხმაროს ძაბვისა და დენის სინქრონიზაციისთვის დაშვებული დროის ბიუჯეტი.
ნებისმიერი ფილტრი, როგორიცაა ძაბვის ფილტრი ან დენის ფილტრი, გავლენას ახდენს სიგნალის გზაზე, რაც ხელს უწყობს ძაბვისა და დენის სინქრონიზაციის შეფერხებას.
TI-ს BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 და BQ79612-Q1 ბატარეის მონიტორებს შეუძლიათ შეინარჩუნონ დროის ურთიერთობა უჯრედის მონიტორსა და პაკეტის მონიტორზე ADC დაწყების ბრძანების გაცემით.ეს TI ბატარეის მონიტორები ასევე მხარს უჭერენ დაგვიანებულ ADC-ს შერჩევის კომპენსირებას გავრცელების შეფერხების კომპენსაციისთვის, როდესაც ADC დაწყების ბრძანება გადასცემს Daisy-chain ინტერფეისს.

დასკვნა

საავტომობილო ინდუსტრიაში მიმდინარე ელექტრიფიკაციის მასიური მცდელობები განაპირობებს BMS-ების სირთულის შემცირების აუცილებლობას შეერთების კოლოფში ელექტრონიკის დამატებით, სისტემის უსაფრთხოების გაზრდით.პაკეტის მონიტორს შეუძლია ადგილობრივად გაზომოს ძაბვები რელემდე და მის შემდეგ, დენი ბატარეის პაკეტში.ძაბვისა და დენის გაზომვის სიზუსტის გაუმჯობესება პირდაპირ გამოიწვევს ბატარეის ოპტიმალურ გამოყენებას.

ძაბვისა და დენის ეფექტური სინქრონიზაცია იძლევა ჯანმრთელობის მდგომარეობის, დამუხტვის მდგომარეობისა და ელექტრული წინაღობის სპექტროსკოპიის ზუსტი გამოთვლების საშუალებას, რაც გამოიწვევს ბატარეის ოპტიმალურ გამოყენებას მისი სიცოცხლის გახანგრძლივების მიზნით, ასევე გაზრდის მართვის დიაპაზონს.