Inteliģenta sadales kārba ar sprieguma un strāvas sinhronizāciju EV

Inteliģenta sadales kārba ar sprieguma un strāvas sinhronizāciju EV

Tā kā elektriskie transportlīdzekļi (EV) kļūst arvien populārāki, automobiļu ražotāju izaicinājums ir novērst autovadītāju „trauksmi no attāluma”, vienlaikus padarot automašīnu pieejamāku.Tas nozīmē, ka akumulatoru pakotnes ir zemākas ar lielāku enerģijas blīvumu.Katra saglabātā un no šūnām iegūtā vatstunda ir būtiska, lai paplašinātu braukšanas diapazonu.

Precīzi sprieguma, temperatūras un strāvas mērījumi ir ļoti svarīgi, lai sasniegtu visaugstāko katras sistēmas šūnas uzlādes vai veselības stāvokļa novērtējumu.

Akumulatora vadības sistēmas (BMS) galvenā funkcija ir uzraudzīt elementu spriegumu, bloka spriegumu un bloka strāvu.1.a attēlā parādīts akumulators zaļajā lodziņā ar vairākām sakrautām šūnām.Šūnu uzraudzības vienībā ietilpst šūnu monitori, kas pārbauda šūnu spriegumu un temperatūru.
Viedā BJB priekšrocības:

Likvidē vadus un kabeļu instalācijas.
Uzlabo sprieguma un strāvas mērījumus ar zemāku troksni.
Vienkāršo aparatūras un programmatūras izstrādi.Tā kā Texas Instruments (TI) pakotnes monitors un šūnu monitori nāk no vienas un tās pašas ierīču grupas, to arhitektūra un reģistru kartes ir ļoti līdzīgas.
Ļauj sistēmu ražotājiem sinhronizēt pakotnes sprieguma un strāvas mērījumus.Nelielas sinhronizācijas aizkaves uzlabo uzlādes stāvokļa novērtējumu.
Sprieguma, temperatūras un strāvas mērīšana
Spriegums: spriegumu mēra, izmantojot sadalītas rezistoru virknes.Šie mērījumi pārbauda, ​​vai elektroniskie slēdži ir atvērti vai aizvērti.
Temperatūra: temperatūras mērījumi uzrauga šunta rezistora temperatūru, lai MCU varētu piemērot kompensāciju, kā arī kontaktoru temperatūru, lai pārliecinātos, ka tie nav noslogoti.
Strāva: strāvas mērījumi ir balstīti uz:
Šunta rezistors.Tā kā EV strāvas stiprums var sasniegt tūkstošiem ampēru, šie šunta rezistori ir ārkārtīgi mazi – diapazonā no 25 µOm līdz 50 µOm.
Halles efekta sensors.Tā dinamiskais diapazons parasti ir ierobežots, tāpēc dažreiz sistēmā ir vairāki sensori, lai izmērītu visu diapazonu.Halla efekta sensori pēc savas būtības ir jutīgi pret elektromagnētiskiem traucējumiem.Tomēr šos sensorus varat novietot jebkurā sistēmas vietā, un tie pēc būtības nodrošina izolētu mērījumu.
Sprieguma un strāvas sinhronizācija

Sprieguma un strāvas sinhronizācija ir laika aizkave, kas pastāv, lai ņemtu paraugu spriegumam un strāvai starp bloka monitoru un šūnas monitoru.Šos mērījumus galvenokārt izmanto, lai aprēķinātu uzlādes stāvokli un veselības stāvokli, izmantojot elektroimpedances spektroskopiju.Šūnas pretestības aprēķināšana, mērot spriegumu, strāvu un jaudu visā elementā, ļauj BMS uzraudzīt automašīnas momentāno jaudu.

Lai nodrošinātu visprecīzākos jaudas un pretestības aprēķinus, elementa spriegums, bloka spriegums un bloka strāva ir jāsinhronizē ar laiku.Paraugu ņemšanu noteiktā laika intervālā sauc par sinhronizācijas intervālu.Jo mazāks ir sinhronizācijas intervāls, jo precīzāks ir jaudas vai pretestības novērtējums.Nesinhronizētu datu kļūda ir proporcionāla.Jo precīzāks ir maksas stāvokļa aprēķins, jo lielāks nobraukums autovadītājiem.

Sinhronizācijas prasības

Nākamās paaudzes BMS būs nepieciešami sinhronizēti sprieguma un strāvas mērījumi mazāk nekā 1 ms laikā, taču šīs prasības izpildei ir problēmas:

Visiem šūnu monitoriem un pakotņu monitoriem ir dažādi pulksteņa avoti;tāpēc iegūtie paraugi pēc būtības nav sinhronizēti.
Katrs šūnu monitors varēja izmērīt no sešām līdz 18 šūnām;katras šūnas dati ir 16 biti gari.Ir daudz datu, kas jāpārraida, izmantojot ķēdes interfeisu, kas varētu patērēt laika budžetu, kas ir atļauts sprieguma un strāvas sinhronizācijai.
Jebkurš filtrs, piemēram, sprieguma filtrs vai strāvas filtrs, ietekmē signāla ceļu, veicinot sprieguma un strāvas sinhronizācijas aizkavi.
TI akumulatoru monitori BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 un BQ79612-Q1 var uzturēt laika attiecības, izdodot ADC palaišanas komandu šūnu monitoram un pakotnes monitoram.Šie TI akumulatoru monitori atbalsta arī aizkavētu ADC paraugu ņemšanu, lai kompensētu izplatīšanās aizkavi, pārsūtot ADC starta komandu pa margveida ķēdes interfeisu.

Secinājums

Lielie elektrifikācijas centieni, kas notiek automobiļu rūpniecībā, veicina nepieciešamību samazināt BMS sarežģītību, pievienojot sadales kārbā elektroniku, vienlaikus uzlabojot sistēmas drošību.Komplekta monitors var lokāli izmērīt spriegumu pirms un pēc relejiem, strāvu caur akumulatoru.Sprieguma un strāvas mērījumu precizitātes uzlabojumi tieši nodrošinās optimālu akumulatora izmantošanu.

Efektīva sprieguma un strāvas sinhronizācija ļauj veikt precīzus veselības stāvokļa, uzlādes stāvokļa un elektriskās pretestības spektroskopijas aprēķinus, kas ļaus optimāli izmantot akumulatoru, lai pagarinātu tā kalpošanas laiku, kā arī palielinās braukšanas attālumi.