Cumu aduprà fotocoupler per isolà l&39;alti voltaggi per migliurà a sicurità di i pacchetti di batterie di lithium-ion di veiculi elettrici

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Attualmente, in l&39;usu di veiculi all-electrici o hibridi, a gestione di i pacchetti di batterie di lithium-ion d&39;alta tensione face parechje sfide, in più di i cicli di non-surveglianza è di carica è scaricamentu, basatu annantu à considerazioni di sicurezza, hè necessariu isolà i pacchetti di batterie da furnisce centinaie di tensioni. Stu documentu discute in particulare i bisogni di monitoraghju di a batteria di lithium ion, è discute cumpunenti architettonichi è zero utilizati da i sistemi di monitoraghju di batterie, sistemi di cumunicazione digitale è interfacce di isolamentu. In u sistema di gestione, u bordu di surviglianza di a batteria usa dui sottosistemi chjave per monitorizà in modu affidabile u statu di a batteria è furnisce risultati digitale à u sistema di cuntrollu principale operatu da u sistema di cuntrollu, per separà questi sottosistemi, in circuiti è schede di induzione di batterie d&39;alta tensione.

E caratteristiche di a batteria di ioni di litiu ùn currispondenu micca à u cumplessu sistema elettronicu di i veiculi elettrici in termini di prestazioni, sicurezza è affidabilità, è questu puntu direttamente da e caratteristiche di a batteria di ioni di litiu, u materiale di litiu hè scaricatu, u materiale di litiu hè generalmente ionizatu in l&39;anodu di grafite, allora questi L&39;ioni di litiu hè mossa da l&39;elettrolitu da l&39;elettrolitu, è ghjunghje à l&39;interu prucessu di carica, è in inversu u prucessu di carica. Ioni di lithium sò purtati da u cathode attraversu u separatore. U rendiment è l&39;affidabilità di stu prugramma di reazzione chimica hè cuntrullata da a temperatura è a tensione di a batteria. À una temperatura più bassu, a reazzione chimica hè lenta, cusì chì a tensione di l&39;unità di bateria hè bassu, è a velocità di reazione aumenta finu à u lithium cum&39;è a temperatura aumenta, a velocità di reazione aumenta finu à u lithium L&39;unità ionica cumencia à crash, quandu a temperatura supera. 100°Quandu C, l &39;électrolyte principia à analizà, a liberazione di gas chì pò causari la prissioni di i cellula batterie in u disignu, à una temperatura altu, l &39;unità batterie lithium ion pò liberà ossigenu per via di analisi ossidu in faccia di termale fora di cuntrollu, più Accelerated temperature temperature.

Dunque, e migliori cundizioni operative per mantene a bateria di lithium ion sò un requisitu chjave di u sistema di gestione di a batteria. A sfida critica quandu cuncepimentu di sistemi di cuntrollu è gestione hè di assicurà l&39;acquisizione di dati affidabile è a descomposizione per monitorà u statutu di e batterie di lithium-ion in a vittura. È questu hè u prublema caratteristica di a batteria di lithium ion stessu.

In u veìculu elettricu ChevyVolt, u pacchettu di batterie cuntene 288 batterie di lithium-ion in forma di prisma, divisu in 96 batterie, è furnisce 386.6V DC voltages di sistema, chì formanu quattru batterie principali in cunghjunzione cù sensori di temperatura è unità di rinfrescante. Modulu, a linea di sensazione di tensione cunnessa à ogni gruppu di batterie hè cunnessa à ogni modulu di batteria, è u terminal hè risoltu è cunnessu à u modulu di l&39;interfaccia di a batteria sopra ogni modulu di batteria attraversu u cunnessu cumminatu di u fasciu di sensazione di tensione, 4 cù u culore.

U modulu di l&39;interfaccia di a batteria indicata opera in diverse pusizioni di u pacchettu di batterie, rispettivamente currisponde à a gamma di bassa tensione di neutralizazione alta di 4 moduli offsets di tensione DC. I dati forniti da u modulu di l&39;interfaccia di a batteria seranu mandati à u modulu di cuntrollu di l&39;energia di a batteria, dopu furnite a situazione di difettu, u statu, è l&39;infurmazioni di diagnostica à un modulu di cuntrollu hibridu cum&39;è un controller primariu di diagnosticu di u veiculu, in ogni mumentu, u sistema tutale eseguirà più di 5.000 diagnostichi di u sistema, u 85% diagnosticu si focalizeghja nantu à a sicurità di a batteria, oltre à u rendiment è u cuntrollu di vita di a batteria di destinazione. A decomposizione di e prestazioni di a batteria di u circuitu multistratu principia in u modulu di cuntrollu di l&39;interfaccia di a batteria utilizatu in i veiculi elettrici ChevyVolt, fate riferimentu à FIG.

1, specificamente affruntendu una alta integrità di signale, utilizendu una scheda di circuitu di designu di quattru strati utilizendu una tecnulugia di layout di traccia, isolamentu A cumminazione di tecniche è piani di terra per aiutà à assicurà chì l&39;integrità di u signale in l&39;ambiente sfidau, induve a strata più alta cuntene a maiò parte di i cumpunenti zero, cumprese isolatori ottici, piani di terra, è tracce di signale cù più fori passanti. u pianu di terra sò distribuiti sottu à a zona d&39;alta tensione di u circuitu, è u terzu stratu cuntene a linea di signale sottu à questi spazii, l&39;altru latu di u circuitu stampatu, chì hè U quartu stratu hè cum&39;è un pianu di terra è traccia di signale è cuntene alcuni cumpunenti cero suverchiu. Figura 1: Ciascunu di i quattru circuiti di moduli di cuntrollu di l&39;interfaccia di a batteria in u veiculu elettricu ChevyVolt cuntene una pluralità di circuiti di induzione è circuiti di cumunicazione CAN, è isolate i bordi di fotocoupler di u sottusistema di cumunicazione. L&39;isolamentu di u segnu In l&39;usu di u veiculu elettricu, a cumunicazione è u cuntrollu hè un crimp di u veiculu, cum&39;è ChevyVolt, utilizendu l&39;isolamentu di rete multiple è prutegge u sottosistema indipendente, utilizendu un algoritmu cumplessu per gestisce gruppi indipendenti di batterie di ioni di litio è monitorà Modulu speciale di cuntrollu di l&39;interfaccia di a batteria. signale, mentri a sicurità di u sistema È affidabilità libera ancu l&39;isolamentu di sicurezza di a reta di bus CAN è u circuitu di sensazione d&39;alta tensione, ancu s&39;è l&39;isolamentu pò esse implementatu cù una varietà di metudi è cumpunenti zero, ma l&39;ambienti esigenti è e regule di sicurezza multiple necessitanu chì l&39;accoppiatore optoelettronicu sia l&39;usu preferitu di stu tipu.

Metudu. U photocoupler furnisce capacità di soppressione di u rumore à coefficienti elevati, è hè fundamentalmente miglioramenti di rumore altamente elettricu, cum&39;è EMC è EMI in l&39;automobile, in più, l&39;isolamentu di l&39;altezza di stu tipu di fornitura di u dispositivu hè in relazione cù a pressione di tensione DC di u pacchettu di batteria di longu andà. È u rapidu cambiamentu transitorio d&39;alta tensione in a sonda, a cunnessione di carica, è a rimozione, è a cunversione DC-DC hè critica.

Quandu selezziunate stu cumpunente cero chjave, i requisiti criticati di a vittura includenu specificazioni di pacchettu adattatu è di tensione operativa, anche se e specificazioni di rendiment cum&39;è a velocità, a tarifa di dati è u cunsumu di energia sò sempre strette, ma l&39;EMI hè cunsideratu per u cambiamentu rapidu è u cambiamentu di corrente elevata. Per risponde à i stretti requisiti di l&39;ambiente di l&39;usu di l&39;automobile, AVAGO furnisce parechje serie di prudutti di fotoaccoppiatore, chì ponu esse aduprati nantu à l&39;induzione di tensione di u pacchettu di batteria, chì porta l&39;interfaccia di cumunicazione di dati è altre isolamentu di sicurezza, Tabella 1 Fornitura in linea cù diversi prudutti Optocoupler per l&39;usu di vitture. Tabella 1: Diversi fotoconduttori adatti per esempi di fotoaccoppiatori automobilistici, u fotoaccoppiatore ACPL-M43T d&39;AVAGO furnisce a scheda di circuitu di u modulu di cuntrollu di l&39;interfaccia di a batteria per esse separata, cum&39;è un membru di a serie Avagor2Coupler, ACPL-M43T hè un pacchettu SO-5JEDEC compactu à 5 pin, adattatu per un accoppiatore monocanale digitale montatu in superficie.

In più di rinfurzà e capacità d&39;insulazione, i prudutti R2Coupler d&39;Avago utilizanu a doppia linea per rinfurzà e cunnessione funzionale chjave, cum&39;è mostra in Figura 2. Inoltre, u fotoaccoppiatore di sigillatura mostra una affidabilità più forte è una gamma di temperatura operativa più larga, chì supera assai u pruduttu di fotoaccoppiatore cù LED di qualità di consumatore. Spécialmente cuncepitu per l&39;usu di l&39;automobile, i prudutti AVAGO utilizanu LED à livellu di vittura, fabbricati da u sistema di qualità ISO / TS16949, è rispettanu e specificazioni AEC-Q100.

Figura 2: Avago usa una cunnessione di funzione chjave rinfurzata à dui fili cù i prudutti fotocondensori ACPL-M43T. (Highlights in Figura) Stu dispusitivu hè ideale per i bisogni di batterie di i veiculi elettrici. L&39;offerta include 567V di tensione di travagliu cuntinuu, 6000V massima di sopratensione transitoria, 5MM di distanza di creepage è 5mm di liberazione elettrica, etc.

, quandu 10mA hè ingressu à u currente, Sia ci sia una logica di uscita di livellu altu o bassu chì hà 30 kV / s di disturbazione istantanea in modu cumuni, pò riduce a probabilità di cambiamenti in altri sistemi di vittura in a rete di linea di trasmissione CAN.