Išmani jungties dėžutė su įtampos ir srovės sinchronizavimu EV

Išmani jungties dėžutė su įtampos ir srovės sinchronizavimu EV

Elektra varomoms transporto priemonėms (EV) populiarėjant, automobilių gamintojų iššūkis yra pašalinti vairuotojų „nerimą dėl atstumo“ ir padaryti automobilį pigesnį.Tai reiškia, kad baterijų paketai yra pigesni ir didesnis energijos tankis.Kiekviena saugoma ir iš elementų paimta vatvalandė yra labai svarbi norint išplėsti važiavimo diapazoną.

Tiksliai išmatuoti įtampą, temperatūrą ir srovę yra labai svarbu, kad būtų galima kuo geriau įvertinti kiekvienos sistemos ląstelės įkrovos būseną arba sveikatos būklę.

Pagrindinė akumuliatoriaus valdymo sistemos (BMS) funkcija yra stebėti elementų įtampą, bloko įtampą ir bloko srovę.1a paveiksle pavaizduotas akumuliatoriaus paketas žalioje dėžutėje su keliais elementais.Ląstelės priežiūros blokas apima elementų monitorius, tikrinančius elementų įtampą ir temperatūrą.
Išmaniojo BJB pranašumai:

Pašalina laidus ir kabelių pynes.
Pagerina įtampos ir srovės matavimus su mažesniu triukšmu.
Supaprastina techninės ir programinės įrangos kūrimą.Kadangi Texas Instruments (TI) pakuotės monitorius ir ląstelių monitoriai yra iš tos pačios šeimos įrenginių, jų architektūra ir registrų žemėlapiai yra labai panašūs.
Leidžia sistemų gamintojams sinchronizuoti paketo įtampos ir srovės matavimus.Mažos sinchronizacijos delsos pagerina įkrovos būsenos įvertinimus.
Įtampos, temperatūros ir srovės matavimas
Įtampa: įtampa matuojama naudojant padalintas rezistorių eilutes.Šiais matavimais patikrinama, ar elektroniniai jungikliai yra atidaryti ar uždaryti.
Temperatūra: temperatūros matavimai stebi šunto rezistoriaus temperatūrą, kad MCU galėtų pritaikyti kompensaciją, taip pat kontaktorių temperatūrą, kad įsitikintų, jog jie nėra įtempti.
Srovė: srovės matavimai pagrįsti:
Šunto rezistorius.Kadangi EV elektros srovės gali siekti iki tūkstančių amperų, ​​šie šunto rezistoriai yra labai maži – nuo ​​25 µOm iki 50 µOm.
Salės efekto jutiklis.Jo dinaminis diapazonas paprastai yra ribotas, todėl kartais sistemoje yra keli jutikliai, skirti matuoti visą diapazoną.Holo efekto jutikliai iš prigimties yra jautrūs elektromagnetiniams trukdžiams.Tačiau šiuos jutiklius galite įdėti bet kurioje sistemos vietoje, ir jie iš esmės atlieka izoliuotą matavimą.
Įtampos ir srovės sinchronizavimas

Įtampos ir srovės sinchronizavimas yra laiko delsa, kuri yra įtampai ir srovei tarp paketo monitoriaus ir elemento monitoriaus paimti.Šie matavimai daugiausia naudojami įkrovos būsenai ir sveikatos būklei apskaičiuoti naudojant elektrinės varžos spektroskopiją.Apskaičiuojant elemento varžą, matuojant įtampą, srovę ir galią elemente, BMS gali stebėti momentinę automobilio galią.

Celės įtampa, paketo įtampa ir paketo srovė turi būti sinchronizuojami pagal laiką, kad būtų galima gauti tiksliausius galios ir varžos įvertinimus.Mėginių paėmimas per tam tikrą laiko intervalą vadinamas sinchronizacijos intervalu.Kuo mažesnis sinchronizacijos intervalas, tuo tikslesnis galios arba varžos įvertinimas.Nesinchronizuotų duomenų paklaida yra proporcinga.Kuo tikslesnis įkrovos įvertinimas, tuo daugiau vairuotojų nuvažiuoja.

Sinchronizavimo reikalavimai

Naujos kartos BMS reikės sinchronizuoti įtampos ir srovės matavimus greičiau nei per 1 ms, tačiau norint įvykdyti šį reikalavimą kyla iššūkių:

Visi ląstelių monitoriai ir pakuotės monitoriai turi skirtingus laikrodžio šaltinius;todėl gauti pavyzdžiai nėra savaime sinchronizuojami.
Kiekvienas ląstelių monitorius gali matuoti nuo šešių iki 18 ląstelių;kiekvienos ląstelės duomenys yra 16 bitų ilgio.Yra daug duomenų, kuriuos reikia perduoti per grandinės sąsają, o tai gali sunaudoti laiko biudžetą, leidžiamą įtampos ir srovės sinchronizavimui.
Bet koks filtras, pvz., įtampos filtras arba srovės filtras, veikia signalo kelią ir prisideda prie įtampos ir srovės sinchronizavimo vėlavimų.
TI BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 ir BQ79612-Q1 baterijų monitoriai gali palaikyti ryšį su laiku, išleisdami ADC paleidimo komandą elementų monitoriui ir paketo monitoriui.Šie TI akumuliatoriaus monitoriai taip pat palaiko uždelstą ADC diskretizavimą, kad būtų kompensuojamas sklidimo delsas perduodant ADC paleidimo komandą žemyn grandinės sąsaja.

Išvada

Didžiulės elektrifikavimo pastangos automobilių pramonėje skatina būtinybę sumažinti BMS sudėtingumą pridedant elektroniką į jungiamąją dėžę ir kartu didinant sistemos saugumą.Paketo monitorius gali vietoje matuoti įtampą prieš ir po relių, srovę per akumuliatorių.Patobulinus įtampos ir srovės matavimų tikslumą, akumuliatorius bus naudojamas optimaliai.

Veiksmingas įtampos ir srovės sinchronizavimas leidžia tiksliai apskaičiuoti sveikatos būklę, įkrovos būseną ir elektrinės varžos spektroskopiją, kuri leis optimaliai išnaudoti akumuliatorių, prailginant jo tarnavimo laiką, taip pat padidinant važiavimo atstumą.