Интелигентна разводна кутија со синхронизација на напон и струја во ЕВ

Интелигентна разводна кутија со синхронизација на напон и струја во ЕВ

Како што електричните возила (ЕВ) стануваат се попопуларни, предизвикот за производителите на автомобили е да ја отстранат „вознемиреноста на опсегот“ на возачите додека го прават автомобилот попристапен.Ова значи дека батериите ќе бидат пониски со поголема густина на енергија.Секој ват-час складиран и изваден од ќелиите е критичен за да се прошири опсегот на возење.

Прецизните мерења на напонот, температурата и струјата се најважни за да се постигне највисока проценка на состојбата на полнење или здравствената состојба на секоја ќелија во системот.

Главната функција на системот за управување со батерии (BMS) е да ги следи напоните на ќелиите, пакувањето на напонот и пакувањето на струјата.Слика 1а покажува пакет батерии во зелената кутија со наредени повеќе ќелии.Единицата за надзор на ќелиите ги вклучува мониторите на ќелиите кои го проверуваат напонот и температурата на ќелиите.
Придобивки од интелигентниот BJB:

Ги елиминира жиците и приклучоците за кабли.
Ги подобрува мерењата на напонот и струјата со помал шум.
Го поедноставува развојот на хардвер и софтвер.Бидејќи мониторите и мобилните монитори на пакетот Texas Instruments (TI) доаѓаат од исто семејство на уреди, нивната архитектура и мапите на регистарот се многу слични.
Им овозможува на производителите на системот да ги синхронизираат мерењата на напонот и струјата на пакетот.Малите доцнења на синхронизацијата ги подобруваат проценките за состојбата на полнење.
Мерење на напон, температура и струја
Напон: Напонот се мери со помош на поделени низи на отпорници.Овие мерења проверуваат дали електронските прекинувачи се отворени или затворени.
Температура: Мерењата на температурата ја следат температурата на отпорот за шант, така што MCU може да примени компензација, како и температурата на контакторите за да се осигура дека тие не се напрегани
Тековни: Тековните мерења се засноваат на:
Отпорник за шант.Бидејќи струите во ЕВ може да одат до илјадници ампери, овие шант отпорници се исклучително мали - во опсег од 25 µOhms до 50 µOhms.
Сензор со ефект на сала.Неговиот динамички опсег е типично ограничен, па затоа понекогаш има повеќе сензори во системот за мерење на целиот опсег.Сензорите со ефект на сала се инхерентно подложни на електромагнетни пречки.Сепак, овие сензори можете да ги поставите каде било во системот и тие инхерентно обезбедуваат изолирано мерење.
Синхронизација на напон и струја

Синхронизацијата на напонот и струјата е временското доцнење што постои за примерок на напонот и струјата помеѓу мониторот на пакетот и мониторот на ќелијата.Овие мерења главно се користат за пресметување на состојбата на полнење и здравствената состојба преку електро-импеданса спектроскопија.Пресметувањето на импедансата на ќелијата со мерење на напонот, струјата и моќноста низ ќелијата му овозможува на BMS да ја следи моменталната моќност на автомобилот.

Напонот на ќелијата, напонот на пакетот и струјата на пакетот треба да бидат временски синхронизирани за да се обезбедат најточни проценки на моќноста и импедансата.Земањето примероци во одреден временски интервал се нарекува интервал на синхронизација.Колку е помал интервалот на синхронизација, толку е попрецизна проценката на моќноста или проценката на импедансата.Грешката на несинхронизираните податоци е пропорционална.Колку е попрецизна проценката на состојбата на полнење, толку повеќе возачите добиваат километража.

Барања за синхронизација

Следната генерација на BMS ќе бараат синхронизирани мерења на напон и струја за помалку од 1 ms, но има предизвици за исполнување на ова барање:

Сите монитори на ќелии и монитори на пакети имаат различни извори на часовник;затоа, добиените примероци не се инхерентно синхронизирани.
Секој монитор на ќелии може да мери од шест до 18 ќелии;податоците на секоја ќелија се долги 16 бита.Има многу податоци што треба да се пренесат преку интерфејс со синџир на маргаритки, што може да го потроши временскиот буџет дозволен за синхронизација на напонот и струјата.
Секој филтер, како што е филтерот за напон или струен филтер, влијае на патеката на сигналот, придонесувајќи за доцнење на синхронизацијата на напонот и струјата.
Мониторите за батерии BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 и BQ79612-Q1 на TI можат да одржуваат временска врска со издавање на команда за стартување ADC на мониторот на ќелијата и на мониторот на пакетот.Овие TI монитори на батерии, исто така, поддржуваат одложено земање примероци ADC за да се компензира задоцнувањето на ширење кога се пренесува командата за стартување ADC низ интерфејсот на синџирот на маргаритка.

Заклучок

Огромните напори за електрификација што се случуваат во автомобилската индустрија ја поттикнуваат потребата да се намали сложеноста на BMS со додавање на електроника во разводната кутија, истовремено зголемувајќи ја безбедноста на системот.Мониторот на пакетот може локално да ги мери напоните пред и по релеите, струјата низ батерискиот пакет.Подобрувањата на прецизноста во мерењата на напонот и струјата директно ќе резултираат со оптимално искористување на батеријата.

Ефективната синхронизација на напонот и струјата овозможува прецизни пресметки со спектроскопија на здравствената состојба, состојбата на полнење и електричната импеданса што ќе резултира со оптимално искористување на батеријата за продолжување на нејзиниот животен век, како и зголемување на опсегот на возење.