समर्पित आईसी विधि या एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली नवाचार ठोकर बन जाएगा

2022/04/08

लेखक इफ्लोपावर -पोर्टेबल पावर स्टेशन आपूर्तिकर्ता

अर्थव्यवस्था में एक शब्द उधार लेना, इलेक्ट्रिक कार बीएमएस उत्पाद वर्तमान में "कमी" की स्थिति में हैं। यद्यपि उत्पाद फ़ंक्शन में लगातार सुधार हो रहा है, बाजार अनुप्रयोग का विस्तार हो रहा है, लेकिन उत्पाद का प्रमुख तकनीकी स्तर अभी भी स्थिर है, मूल दर्द बिंदु अभी भी मौजूद है। इस स्थिति के महत्वपूर्ण कारणों में से एक हमारी उत्पाद डिजाइन पद्धति है, जो कि विदेशी अर्धचालक आईसी निर्माताओं द्वारा आपूर्ति की गई बैटरी प्रबंधन विशेष आईसी है, और इसके आवेदन के साथ डिजाइन है।

बीएमएस उत्पादों को सॉफ्टवेयर एल्गोरिदम और हार्डवेयर आर्किटेक्चर के दो अपेक्षाकृत स्वतंत्र भागों में विभाजित किया जा सकता है क्योंकि सॉफ्टवेयर एल्गोरिदम अधिक पेशेवर हैं और हार्डवेयर भागों से जुड़े हैं। यह आलेख केवल हार्डवेयर आर्किटेक्चर और उत्पाद फ़ंक्शन के बीच कनेक्शन का हिस्सा है। विश्लेषण चर्चा।

बैटरी प्रबंधन समर्पित चिप से सबसे पहले शुरुआत करें। बैटरी प्रबंधन समर्पित आईसी का उद्भव और विकास लिथियम आयन बैटरी की प्रक्रिया में आने वाली विभिन्न समस्याओं से निकटता से संबंधित है। सबसे पहले, लिथियम-आयन बैटरी के ओवरचार्ज को हल करने के लिए, सिंगल बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज प्रोटेक्शन चिप को डिजाइन किया गया था।

बाद में, इसे मल्टी-स्ट्रिंग चिप विकसित करने के लिए लिथियम-आयन बैटरी के बहु-खंड में विकसित किया गया था। इस समय, यह बैटरी प्रबंधन चिप बन गया, बैटरी पैक में प्रत्येक बैटरी वोल्टेज डेटा एकत्र करना महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, विसंगतियों की समस्या से निपटने के लिए, पावर स्विच के ड्राइविंग फ़ंक्शन को और अधिक एकीकृत किया जाता है, जो कि बैटरी प्रबंधन आईसी है जिसमें इक्वलाइज़ेशन होता है।

उद्देश्यपूर्ण बोलना, बैटरी प्रबंधन समर्पित आईसी ने प्रारंभिक बीएमएस उद्योग हासिल किया है और बीएमएस उत्पादों के विकास का नेतृत्व किया है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक विशेष चिप है, बीएमएस डिजाइन को बहुत सरल बनाया जा सकता है, और उत्पाद के लघुकरण और विश्वसनीयता में बहुत सुधार हुआ है, लेकिन साथ ही, हमें विशेष चिप्स की सीमाओं को भी देखना चाहिए। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, बैटरी प्रबंधन समर्पित चिप को लिथियम आयन बैटरी के अनुप्रयोग के साथ भी विकसित किया गया है, और प्रारंभिक लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है, और बाद में उनका व्यापक रूप से लैपटॉप में उपयोग किया जाता है, और बैटरी प्रबंधन समर्पित चिप हमेशा होता है कम तार, छोटे उपकरण सेवाएं।

जब इलेक्ट्रिक कारों पर लिथियम-आयन बैटरी पैक लगाया जाता है, तो स्थिति बदल जाती है। इलेक्ट्रिक वाहन लिथियम आयन बैटरी पैक एक उच्च स्ट्रिंग है, श्रृंखला में बड़ी क्षमता वाली बैटरी का उपयोग किया जाता है, और दसियों स्ट्रिंग्स या यहां तक ​​​​कि सैकड़ों स्ट्रिंग्स की संख्या अब लैपटॉप नहीं है, और श्रृंखलाबद्ध लाइनों की श्रृंखला श्रृंखला में उपयोग की जा सकती है। समर्पित आईसी निष्क्रिय नहीं रहा है, और अधिक स्ट्रिंग अनुप्रयोगों का उत्पाद जल्दी से लॉन्च किया गया है, लेकिन वोल्टेज और अनुप्रयोग जटिलता को देखते हुए आम तौर पर 20 से अधिक स्ट्रिंग नहीं होते हैं।

इन आईसी का उपयोग करने वाले बीएमएस की विशिष्ट वास्तुकला एक केंद्रीकृत वास्तुकला है। बीएमएस और बैटरी पैक के बीच केवल एक ही कनेक्शन है, बैटरी पैक की संख्या के आधार पर, बीएमएस बोर्ड पर विशिष्ट चिप्स की संख्या भी बैटरी पैक की संख्या पर निर्भर करती है। जैसा कि योजनाबद्ध से देखा जा सकता है, केंद्रीकृत बीएमएस उत्पादों के फायदे सरल और कम लागत वाले हैं।

जब बैटरी पैक में स्ट्रिंग्स की संख्या, उदाहरण के लिए, 10 स्ट्रिंग हैं, तो कनेक्शन काफी जटिल नहीं है, और ऐसे मामले में जहां बैटरी पैक की क्षमता कम है, BMS माउंटिंग स्थिति पूरे बैटरी पैक के करीब हो सकती है, छोटा हो सकता है तारों की दूरी, बैटरी पैक --- बीएमएस, पूरी ऊर्जा प्रणाली अधिक कॉम्पैक्ट है, इलेक्ट्रिक साइकिल और इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिल पर अधिक उपयुक्त है। हालांकि, जब इलेक्ट्रिक वाहन के लिथियम आयन बैटरी पैक पर लागू किया जाता है, क्योंकि बैटरी की क्षमता बड़ी होती है, समूह के बाद भौतिक आयाम अपेक्षाकृत बड़ा होता है, कनेक्शन लंबा होगा, और लंबाई बहुत नहीं है, साथ ही तारों की संख्या कई, दर्जनों या सैकड़ों पंक्तियों की व्यवस्था भी बहुत तकलीफदेह है। एक और महत्वपूर्ण विवरण यह है कि इन कनेक्टरों का क्रम तय किया जाना है, क्योंकि विशेष चिप के पिन ने पहले से ही बैटरी के अनुक्रम को पहले से ही निहित कर दिया है, इसलिए प्रत्येक स्ट्रिंग पर कनेक्शन को पिन फुट बिट द्वारा निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। बीएमएस।

हालांकि बीएमएस डिजाइन के काम में कोई कठिनाई नहीं है, लेकिन बीएमएस और बैटरी पैक के बीच वास्तविक कनेक्शन में यह एक छोटी सी परेशानी है। सामान्य लाइनें एक साथ बैटरी से जुड़ी होती हैं, और दूसरा छोर प्लगइन के माध्यम से बीएमएस से जुड़ा होता है, और काम बैटरी से जुड़ा होता है। इसे पूरा करना भी मुश्किल है, और प्रत्येक सेल के प्रत्येक इलेक्ट्रोड से जुड़ी मशीन द्वारा इसे पूरा करना मुश्किल है।

कोई गलती नहीं कर सकता, यह संपूर्ण कार्यभार आदर्श है। केंद्रीकृत वास्तुकला के विश्लेषण के माध्यम से, हम देखते हैं कि समर्पित आईसी छोटी क्षमता, कम स्ट्रिंग्स के लिए उपयुक्त है, और बड़ी क्षमता और उच्च स्ट्रिंग्स में कनेक्टेड लाइनें होंगी। एक संतुलित समस्या को देखें, निष्क्रिय संतुलन को पूरा करने के लिए केंद्रीकृत वास्तुकला अधिक उपयुक्त है, और सर्किट डिजाइन में नई जटिलता नहीं है, और वर्तमान मुख्यधारा के समर्पित आईसी में यह कार्य है।

हालांकि, वर्तमान क्षमता सीमित है, आधे घंटे का स्तर, और समस्या बड़ी नहीं है यदि बैटरी पैक की प्रारंभिक स्थिरता बड़ी नहीं है, और बीच और बाद में स्थिरता में असंतुलन सुधार का जोखिम होगा। यदि आप एक सक्रिय संतुलन फ़ंक्शन में शामिल होना चाहते हैं, तो मौजूदा आर्किटेक्चर मूल रूप से मदद नहीं करता है, और अतिरिक्त दोहन और स्विच मैट्रिक्स, सर्किट की जटिलता तेजी से बढ़ी है। स्विच मैट्रिक्स में बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉनिक स्विच होने चाहिए, लेकिन संख्या के कारण, नियंत्रण सर्किट काफी जटिल है, और कंपनी को रिले द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, डिजाइन को सरल करता है, लेकिन रिले को जीवन की समस्याओं के लिए एक यांत्रिक स्विच के रूप में लाता है और जोखिम को गलत समझें।

बेशक, रिले की स्विचिंग आवृत्ति को कम करके, खराबी निरीक्षण के माध्यम से जोखिम से बचने के द्वारा अपने जीवन का विस्तार करना भी संभव है, लेकिन यह हमेशा डिवाइस की औसत विफलता सुनिश्चित करने में असमर्थ है, और अधिक, रिले की संख्या भी काफी है , एक से अधिक। सक्रिय संतुलित स्विच मैट्रिक्स के सकारात्मक समाधान को हल करने के बजाय यह एक समझौता विधि है जिसकी अनुमति नहीं है। कनेक्शन की जटिल चुनौती को हल करने के लिए, वितरित वास्तुकला का बीएमएस प्रकट होता है।

इस बीएमएस को अन्य कार्यों से अन्य कार्यों में अलग किया जाता है, और पूरे सिस्टम को सीएससी (एकल प्रबंधन इकाई), बीएमयू (बैटरी प्रबंधन नियंत्रक) में विभाजित किया जाता है, और सीएससी एक बैटरी पर स्थापित होता है, जो इस स्ट्रिंग बैटरी सूचना संग्रह और हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार होता है। , बैटरी के प्रत्येक तार को बस के माध्यम से बीएमयू में शामिल किया जाता है। यह वास्तुकला बस के माध्यम से दोहन की जटिल चुनौती को हल करती है, और अपेक्षाकृत सरल स्थापना, उच्च दक्षता, अच्छा लचीलापन, विभिन्न बैटरी पैकेजों के लिए उपयुक्त है। वितरित बीएमएस बैटरी प्रबंधन समर्पित आईसी का उपयोग नहीं कर सकता है, जो नवाचार डिजाइन के उद्देश्य के लिए एक अपेक्षाकृत सफल विचार है।

अपर्याप्त, वितरित वास्तुकला ने संबंधित संबंध और सक्रिय संतुलित चुनौती को हल नहीं किया है। सीएससी पता भी सेट करता है (हालांकि इसे स्थापना के बाद सेट किया जा सकता है, स्थापना से पहले इसे लागू करना आसान बनाना आवश्यक है, त्रुटि संभावना छोटा), सक्रिय संतुलन को अभी भी अतिरिक्त दोहन और स्विच मैट्रिक्स की आवश्यकता है। इसके अलावा, क्योंकि प्रत्येक सीएससी को एमसीयू और पृथक संचार बस होना है, कीमत केंद्रीकृत वास्तुकला बीएमएस से अधिक है, खासकर कम स्ट्रिंग्स में।

वितरित विचारों ने केंद्रीकृत शैली की एक अच्छी टिप दी, जो बंदरगाह की समस्या को हल करने के लिए बस के माध्यम से है, और समर्पित आईसी ने भी लाभ देखा है, और बिना किसी अलगाव के एक संचार बस को जल्दी से लॉन्च किया, और खुद को बेहतर बनाया। अर्ध-वितरित वास्तुकला, वास्तव में माध्यमिक केंद्रीकृत वास्तुकला बीएमएस के मुख्यधारा के डिजाइन में से एक बन गया है। यह पूरे बैटरी घटक को कई मॉड्यूल में विभाजित करना है।

प्रत्येक मॉड्यूल एक समर्पित चिप के साथ डिज़ाइन किए गए एक छोटे बीएमएस का उपयोग करता है, और फिर बस के माध्यम से अंतिम नियंत्रक से जुड़ता है। अर्ध-वितरित आर्किटेक्चर वितरित दोहन के फायदे और केंद्रीकृत डिजाइन के फायदों पर केंद्रित है, लेकिन दुर्भाग्य से, पिछली वास्तुकला को हल नहीं किया गया है और इसका पालन नहीं किया गया है, एक-एक पत्राचार और सक्रिय संतुलित समस्या मौजूद है। बैटरी प्रबंधन विशेष चिप की पारंपरिक सीमाओं से स्रोत, एक-से-एक पत्राचार, सक्रिय संतुलन में स्विच मैट्रिक्स की समस्या का पीछा करते हुए, हालांकि बैटरी प्रबंधन विशेष चिप भी विकसित हो रहा है।

क्योंकि यह एक मल्टी-ब्रेस एप्लिकेशन है, समर्पित आईसी पर, प्रत्येक बैटरी डिटेक्शन चैनल को पहले से निर्धारित किया जाना चाहिए, और बाद में, प्रत्येक चैनल के क्रम की कल्पना नहीं की जा सकती है, और अब देखें कि कोई भी आईसी इस तरह के फ़ंक्शन को डिज़ाइन नहीं कर सकता है। इसी तरह, स्विच मैट्रिक्स भी मल्टी-स्ट्रिंग एप्लिकेशन से है, लेकिन पावर पार्ट के कारण भी, यह आईसी की स्वाभाविक और कमजोरी है, और मौजूदा आर्किटेक्चर सक्रिय संतुलन का कारण है। इसलिए, यदि यह एक कम स्ट्रिंग है, तो फ़ंक्शन को सक्रिय रूप से संतुलित करने की कोई आवश्यकता नहीं है, जो कि संभव है, जैसे कि बिजली के उपकरण, इलेक्ट्रिक साइकिल और इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिल; इलेक्ट्रिक वाहन स्तरों के उपयोग में, विशेष रूप से सक्रिय संतुलन फ़ंक्शन, एक समर्पित आईसी में डिज़ाइन बीएमएस अभी भी अधिक है।

2015 के उत्पादन से, इलेक्ट्रिक कार ने उद्योग की शुरूआत की अवधि को सफलतापूर्वक पूरा कर लिया है, उसके बाद विकास अवधि। बीएमएस को तत्काल बीमारी को हल करने की जरूरत है, बाजार नए उत्पादों को बुलाता है, केवल विशेष आईसी पद्धति से बाहर कूदता है, बीएमएस नवाचार पार्टी आगे देख सकती है। .

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