Интелигентна разводна кутија са синхронизацијом напона и струје у електричним возилима

Интелигентна разводна кутија са синхронизацијом напона и струје у електричним возилима

Како електрична возила (ЕВ) постају све популарнија, изазов за произвођаче аутомобила је да отклоне „немирност домета“ возача док аутомобил учине приступачнијим.Ово се претвара у смањење трошкова батерија са већом густином енергије.Сваки ват-сат сачуван и извучен из ћелија је критичан за проширење домета вожње.

Поседовање тачних мерења напона, температуре и струје је најважније за постизање највише процене стања напуњености или здравственог стања сваке ћелије у систему.

Главна функција система за управљање батеријама (БМС) је праћење напона ћелија, напона пакета и струје пакета.Слика 1а приказује батерију у зеленој кутији са више наслаганих ћелија.Јединица за надзор ћелије укључује мониторе ћелија који проверавају напон и температуру ћелија.
Предности интелигентног БЈБ-а:

Елиминише жице и кабловске снопове.
Побољшава мерење напона и струје уз мањи шум.
Поједностављује развој хардвера и софтвера.Пошто Текас Инструментс (ТИ) паковање монитора и монитора ћелија долазе из исте породице уређаја, њихова архитектура и мапе регистара су веома сличне.
Омогућава произвођачима система да синхронизују мерења напона и струје пакета.Мала кашњења синхронизације побољшавају процене стања напуњености.
Мерење напона, температуре и струје
Напон: Напон се мери помоћу подељених низова отпорника.Ова мерења проверавају да ли су електронски прекидачи отворени или затворени.
Температура: Мерења температуре прате температуру шант отпорника тако да МЦУ може применити компензацију, као и температуру контактора како би били сигурни да нису под стресом
Струја: Тренутна мерења су заснована на:
Шант отпорник.Пошто струје у ЕВ могу да иду до хиљада ампера, ови шант отпорници су изузетно мали – у опсегу од 25 µОхма до 50 µОхма.
Сензор Холовог ефекта.Његов динамички опсег је обично ограничен, тако да понекад постоји више сензора у систему за мерење читавог опсега.Сензори са Холовим ефектом су инхерентно подложни електромагнетним сметњама.Међутим, ове сензоре можете поставити било где у систему и они сами по себи пружају изоловано мерење.
Синхронизација напона и струје

Синхронизација напона и струје је временско кашњење које постоји за узорковање напона и струје између монитора пакета и монитора ћелија.Ова мерења се углавном користе за израчунавање стања наелектрисања и здравственог стања путем електроимпедансне спектроскопије.Израчунавање импедансе ћелије мерењем напона, струје и снаге у ћелији омогућава БМС-у да прати тренутну снагу аутомобила.

Напон ћелије, напон пакета и струја пакета морају бити временски синхронизовани да би се обезбедиле најтачније процене снаге и импедансе.Узимање узорака унутар одређеног временског интервала назива се интервал синхронизације.Што је интервал синхронизације мањи, то је тачнија процена снаге или импедансе.Грешка несинхронизованих података је пропорционална.Што је тачнија процена стања напуњености, то је већа километража возача.

Захтеви за синхронизацију

БМС-ови следеће генерације ће захтевати синхронизована мерења напона и струје за мање од 1 мс, али постоје изазови у испуњавању овог захтева:

Сви монитори ћелија и монитори пакета имају различите изворе такта;стога, добијени узорци нису инхерентно синхронизовани.
Сваки монитор ћелије могао је да мери од шест до 18 ћелија;подаци сваке ћелије су дугачки 16 бита.Постоји много података које је потребно пренети преко интерфејса у низу, што би могло да потроши временски буџет дозвољен за синхронизацију напона и струје.
Сваки филтер као што је филтер напона или филтер струје утиче на путању сигнала, доприносећи кашњењу синхронизације напона и струје.
ТИ-јеви БК79616-К1, БК79614-К1 и БК79612-К1 монитори батерија могу да одржавају временски однос издавањем команде за покретање АДЦ монитору ћелија и монитору пакета.Ови ТИ монитори батерија такође подржавају одложено узорковање АДЦ-а да би се компензовало кашњење ширења при преносу команде за покретање АДЦ-а низ ланчани интерфејс.

Закључак

Огромни напори за електрификацију који се дешавају у аутомобилској индустрији доводе до потребе да се смањи сложеност БМС-а додавањем електронике у разводну кутију, истовремено повећавајући безбедност система.Монитор пакета може локално да мери напоне пре и после релеја, струју кроз батерију.Побољшања тачности мерења напона и струје директно ће резултирати оптималним коришћењем батерије.

Ефикасна синхронизација напона и струје омогућава прецизне прорачуне спектроскопије стања здравља, стања напуњености и електричне импедансе, што ће резултирати оптималним коришћењем батерије за продужење њеног века, као и повећањем домета вожње.