Kuinka käyttää valokytkintä korkeajännitteiden eristämiseen sähköajoneuvojen litiumioniakkujen turvallisuuden parantamiseksi

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Proveïdor de centrals portàtils

Tällä hetkellä täyssähkö- tai hybridiajoneuvojen käytössä korkeajännitteisten litiumioniakkujen hallinnassa on monia haasteita, ei-seuranta- ja lataus- ja purkujaksojen lisäksi turvallisuusnäkökohtien perusteella on tarpeen eristää akkupaketit satojen jännitteiden tuottamisesta. Tässä artikkelissa käsitellään erityisesti litiumioniakun valvontatarpeita ja akun valvontajärjestelmien, digitaalisten viestintäjärjestelmien ja eristysliitäntöjen käyttämiä arkkitehtonisia ja nollakomponentteja. Ohjausjärjestelmässä akun valvontakortti valvoo luotettavasti akun tilaa ja toimittaa digitaalisia tuloksia ohjausjärjestelmän käyttämään pääohjausjärjestelmään näiden osajärjestelmien erottamiseksi suurjänniteakun induktiopiireissä ja -korteissa Viestintälaite käyttää optista eristyssignaaliliitäntää varmistaakseen, että korkea jännite ei vaikuta digitaaliseen osajärjestelmään.

Litiumioniakkujen ominaisuudet eivät vastaa sähköajoneuvojen monimutkaisia ​​elektronisia järjestelmiä suorituskyky-, turvallisuus- ja luotettavuusvaatimuksiltaan, ja tämä kohta suoraan litiumioniakun ominaisuuksista, litiummateriaali purkautuu, litiummateriaali yleensä ionisoituu grafiittianodissa, sitten nämä Litiumionia liikuttaa elektrolyytti kathodiprosessin avulla ja ohjelma saavuttaa uudelleen kathodi-elektrolyytin. katodi tuo litiumionit takaisin erottimen kautta. Tämän kemiallisen reaktioohjelman suorituskykyä ja luotettavuutta säätelevät akkuyksikön lämpötila ja jännite. Alemmassa lämpötilassa kemiallinen reaktio on hidas, joten akkuyksikön jännite on alhainen ja reaktionopeus kasvaa litiumiin lämpötilan noustessa, reaktionopeus kasvaa litiumiin asti Ioniyksikkö alkaa kaatua, kun lämpötila ylittää 100°Kun C, elektrolyytti alkaa analysoida, kaasun vapautuminen, joka voi aiheuttaa painetta akkukennoissa suunnittelussa, korkeassa lämpötilassa, litiumioniakkuyksikkö voi vapauttaa happea oksidianalyysin vuoksi päin lämpöä käsistä, edelleen kiihtynyt lämpötilan nousu.

Siksi parhaat käyttöolosuhteet litiumioniakun huoltoa varten ovat akunhallintajärjestelmän keskeinen vaatimus. Ohjaus- ja hallintajärjestelmiä suunniteltaessa kriittinen haaste on varmistaa luotettava tiedonkeruu ja hajottaminen auton litiumioniakkujen tilan seuraamiseksi. Ja tämä on itse litiumioniakun tyypillinen ongelma.

ChevyVolt-sähköajoneuvossa akkupaketti sisältää 288 prisman muotoista litiumioniakkua, jotka on jaettu 96 akkupakkaukseen, ja se syöttää 386,6 V DC järjestelmäjännitteitä, jotka muodostavat neljä pääakkua lämpötila-anturien ja jäähdytysyksiköiden yhteydessä. Moduuli, jokaiseen akkuryhmään kytketty jännitteentunnistuslinja on kytketty jokaiseen akkumoduuliin, ja napa on ratkaistu ja kytketty kunkin akkumoduulin yläpuolella olevaan akun liitäntämoduuliin jännitteen mittaussäteen yhdistelmäliittimen kautta, 4 käyttämällä väriä.

Ilmoitettu akun liitäntämoduuli toimii akun eri asennoissa ja vastaa vastaavasti 4 moduulin tasajännitepoikkeamien matalaa, neutralointikorkea jännitealuetta. Akun liitäntämoduulin toimittamat tiedot lähetetään akun energianohjausmoduulille, sitten toimitetaan vikatilanne, tila ja diagnostiikkatiedot hybridiohjausmoduuliin ajoneuvon diagnostiikan ensisijaisena ohjaimena, milloin tahansa koko järjestelmä suorittaa yli 5000 järjestelmädiagnostiikkaa, 85% diagnostiikka keskittyy akun turvallisuuteen, muun muassa kohdeakun suorituskyvyn ja käyttöiän hallintaan. Monikerroksisen piirilevyn akun suorituskyvyn hajoaminen alkaa ChevyVolt-sähköajoneuvoissa käytetyssä akun liitännän ohjausmoduulissa, katso KUVA.

1, erityisesti korkea signaalin eheys, nelikerroksinen suunnittelupiirilevy, jossa käytetään jäljitystekniikkaa, eristys Tekniikkojen ja maatasojen yhdistelmä, joka auttaa varmistamaan signaalin eheyden haastavassa ympäristössä, jossa ylin kerros sisältää suurimman osan nollakomponenteista, mukaan lukien optiset isolaattorit, maatasot ja signaalijäljet, joissa on useita tehonsyöttöä alemmalla kerroksella ja syötetään syöttöreitti toiseen kerrokseen. ovat jakautuneet piirilevyn korkeajännitevyöhykkeen alapuolelle, ja kolmas kerros sisältää signaalilinjan näiden alueiden alapuolella, piirilevyn toinen puoli, eli Neljäs kerros on maataso- ja signaalijäljenä ja sisältää joitain ylimääräisiä nollakomponentteja. Kuva 1: Jokainen ChevyVolt-sähköajoneuvon neljästä akun liitännän ohjausmoduulin piirilevystä sisältää useita induktiopiirejä ja CAN-tiedonsiirtopiirejä, ja se eristää viestintäalijärjestelmän valoerottimen reunat. Signaalin eristäminen Sähköajoneuvon käytössä viestintä ja ohjaus on ajoneuvon, kuten ChevyVoltin, puristus, joka käyttää useampaa verkkoeristystä ja suojaa itsenäistä alijärjestelmää, käyttää monimutkaista algoritmia itsenäisten litiumioniakkuryhmien hallintaan ja erityistä Akkuliitännän ohjausmoduulia Akkupaketti kussakin indusoidussa osajärjestelmässä, mutta avaintiedot yleisenä akun hallinnana sisältyvät verkkoon (CAN, Control väylän liitäntäalue) korkeajännitevikasignaali, kun taas järjestelmän turvallisuus Ja luotettavuus vapauttaa myös CAN-väyläverkon ja suurjännitteen tunnistuspiirin turvaeristyksen, vaikka eristys voidaan toteuttaa useilla eri menetelmillä ja nollakomponenteilla, mutta vaativa ympäristö ja useat turvallisuusmääräykset edellyttävät optoelektronisen kytkimen olevan tämän tyyppinen käyttökohde.

Menetelmä. Valoerotin tarjoaa korkean kertoimen kohinanvaimennusominaisuuksia, ja se on pohjimmiltaan erittäin sähköisesti meluparannuksia, kuten EMC ja EMI autoteollisuudessa, lisäksi tämän tyyppisen laitesyötön korkeuseristys liittyy pitkäaikaiseen akkuyksikön tasajännitepaineeseen. Ja nopea korkean jännitteen transienttimuutos anturin, latausliitännässä ja poistamisessa sekä DC-DC-muuntamisessa on kriittistä.

Tätä avainnollakomponenttia valittaessa autolle kritisoituja vaatimuksia ovat sopiva paketti ja käyttöjännitespesifikaatiot, vaikka suorituskykyvaatimukset, kuten nopeus, tiedonsiirtonopeus ja virrankulutus ovat edelleen tiukat, mutta EMI otetaan huomioon nopean kytkimen ja suuren virranmuutoksen vuoksi. Ultranopeiden laitteiden kysyntää rajoitetaan, mikä kääntyy parantamaan korkeampia joustavuusvaatimuksia EMI-pakkausaallon suorituskyvyn säätämiseen. Täyttääkseen auton käyttöympäristön tiukat vaatimukset AVAGO toimittaa useita sarjoja valoliitintuotteita, joita voidaan käyttää akun jännitteen induktiossa, mikä tuo tiedonsiirtorajapinnan ja muun turvaeristyksen, Taulukko 1 Toimitus linjassa erilaisten autokäyttöön tarkoitettujen optoerotintuotteiden kanssa. Taulukko 1: Erilaisia ​​valonjohteita, jotka soveltuvat autojen valoliittimien esimerkkeihin, AVAGOn ACPL-M43T-valoerotin toimittaa erotettavan akun käyttöliittymän ohjausmoduulin piirilevyn, Avagor2Coupler-sarjan jäsenenä ACPL-M43T on kompakti 5-napainen opto-optco-paketti, joka sopii yksikanavaiseen pinta-asennettavaan digitaaliseen SO-5JEDEC-pakkaukseen.

Eristysominaisuuksien vahvistamisen lisäksi Avagon R2Coupler -tuotteissa käytetään kaksoislinjaa tärkeimpien toiminnallisten liitäntöjen parantamiseksi, kuten kuvassa 2. Lisäksi tiivistävällä valoliittimellä on vahvempi luotettavuus ja laajempi käyttölämpötila-alue, mikä ylittää huomattavasti kuluttajalaatuisia LEDejä käyttävän valoparittimen. Erityisesti autokäyttöön suunnitelluissa AVAGO-tuotteissa käytetään ISO / TS16949 -laatujärjestelmän valmistamia autotason LEDejä, jotka ovat AEC-Q100-spesifikaatioiden mukaisia.

Kuva 2: Avago käyttää kaksijohtimista vahvistettua avaintoimintoliitäntää ACPL-M43T-valokondensorituotteiden kanssa. (Kohokohdat kuvassa) Tämä laite on ihanteellinen sähköajoneuvojen akkupakkausvaatimuksiin. Syöttö sisältää 567V jatkuvan käyttöjännitteen, 6000V maksimitransienttiylijännitteen, 5mm ryömintäetäisyyden ja 5mm sähkövaran jne.

, kun virtaan syötetään 10mA, Olipa kyseessä loogisesti korkea- tai matalatasoinen lähtö, jossa on 30 kV/s yhteismoodin hetkellinen häiriö, se voi vähentää mahdollisuutta muuttaa muissa autojärjestelmissä CAN-siirtojohtoverkkoon.