इलेक्ट्रिक वाहनों के लिथियम-आयन बैटरी पैक की सुरक्षा में सुधार के लिए उच्च वोल्टेज को अलग करने के लिए फोटोकपलर का उपयोग कैसे करें

著者：Iflowpower – ຜູ້ຜະລິດສະຖານີພະລັງງານແບບພົກພາ

वर्तमान में, सभी इलेक्ट्रिक या हाइब्रिड वाहनों के उपयोग में, उच्च वोल्टेज लिथियम-आयन बैटरी पैक के प्रबंधन को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, गैर-निगरानी और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग चक्रों के अलावा, सुरक्षा विचारों के आधार पर, बैटरी पैक को सैकड़ों वोल्टेज प्रदान करने से अलग करना आवश्यक है। यह पत्र विशेष रूप से लिथियम आयन बैटरी की निगरानी आवश्यकताओं पर चर्चा करता है, और बैटरी निगरानी प्रणालियों, डिजिटल संचार प्रणालियों और अलगाव इंटरफेस द्वारा उपयोग किए जाने वाले वास्तुशिल्प और शून्य घटकों पर चर्चा करता है। प्रबंधन प्रणाली में, बैटरी मॉनिटरिंग बोर्ड बैटरी की स्थिति की मज़बूती से निगरानी करने और नियंत्रण प्रणाली द्वारा संचालित मुख्य नियंत्रण प्रणाली को डिजिटल परिणाम प्रदान करने के लिए दो प्रमुख उप-प्रणालियों का उपयोग करता है, ताकि इन उप-प्रणालियों को अलग किया जा सके, उच्च वोल्टेज बैटरी प्रेरण सर्किट और बोर्ड में संचार उपकरण एक ऑप्टिकल आइसोलेशन सिग्नल इंटरफ़ेस का उपयोग करता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उच्च वोल्टेज डिजिटल सबसिस्टम को प्रभावित नहीं करता है।

लिथियम आयन बैटरी विशेषताओं प्रदर्शन, सुरक्षा और विश्वसनीयता आवश्यकताओं में इलेक्ट्रिक वाहनों की जटिल इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली से मेल नहीं खाती है और यह बिंदु लिथियम आयन बैटरी की विशेषताओं से सीधे है, लिथियम सामग्री को छुट्टी दे दी जाती है, लिथियम सामग्री आमतौर पर ग्रेफाइट एनोड में आयनित होती है, फिर ये लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइट द्वारा कैथोड तक पहुंचने के लिए स्थानांतरित हो जाता है, और चार्जिंग प्रक्रिया पूरे कार्यक्रम को रिवर्स में होती है, और लिथियम आयनों को विभाजक के माध्यम से कैथोड द्वारा वापस लाया जाता है। इस रासायनिक प्रतिक्रिया कार्यक्रम का प्रदर्शन और विश्वसनीयता बैटरी इकाई के तापमान और वोल्टेज द्वारा नियंत्रित होती है। कम तापमान पर, रासायनिक प्रतिक्रिया धीमी होती है, जिससे बैटरी इकाई का वोल्टेज कम होता है, और प्रतिक्रिया की गति तब तक बढ़ जाती है जब तक कि तापमान बढ़ने पर लिथियम आयन इकाई क्रैश नहीं होने लगती, जब तापमान 1000 ° C से अधिक हो जाता है। 100°जब सी, इलेक्ट्रोलाइट का विश्लेषण करना शुरू होता है, तो गैस की रिहाई जो डिजाइन में बैटरी कोशिकाओं के दबाव का कारण बन सकती है, उच्च तापमान पर, लिथियम आयन बैटरी इकाई थर्मल नियंत्रण से बाहर होने के कारण ऑक्साइड विश्लेषण के कारण ऑक्सीजन जारी कर सकती है, आगे त्वरित तापमान वृद्धि।

इसलिए, लिथियम आयन बैटरी के रखरखाव के लिए सर्वोत्तम परिचालन स्थितियां बैटरी प्रबंधन प्रणाली की एक प्रमुख आवश्यकता है। नियंत्रण और प्रबंधन प्रणालियों को डिजाइन करते समय महत्वपूर्ण चुनौती कार में लिथियम-आयन बैटरियों की स्थिति की निगरानी के लिए विश्वसनीय डेटा अधिग्रहण और अपघटन सुनिश्चित करना है। और यह लिथियम आयन बैटरी की अपनी विशिष्ट समस्या है।

शेवीवोल्ट इलेक्ट्रिक वाहन में बैटरी पैक में 288 प्रिज्म आकार की लिथियम-आयन बैटरियां हैं, जिन्हें 96 बैटरी पैकों में विभाजित किया गया है, तथा ये 386.6V डीसी सिस्टम वोल्टेज की आपूर्ति करती हैं, जो तापमान सेंसरों और शीतलन इकाइयों के साथ मिलकर चार मुख्य बैटरियां बनाती हैं। मॉड्यूल, प्रत्येक बैटरी समूह से जुड़ी वोल्टेज सेंसिंग लाइन प्रत्येक बैटरी मॉड्यूल से जुड़ी हुई है, और टर्मिनल को हल किया गया है और वोल्टेज सेंसिंग बीम संयुक्त कनेक्टर, 4 रंग का उपयोग करके प्रत्येक बैटरी मॉड्यूल के ऊपर बैटरी इंटरफ़ेस मॉड्यूल से जुड़ा हुआ है।

संकेतित बैटरी इंटरफ़ेस मॉड्यूल बैटरी पैक के विभिन्न पदों पर संचालित होता है, जो क्रमशः 4 मॉड्यूल डीसी वोल्टेज ऑफसेट के निम्न, तटस्थीकरण उच्च वोल्टेज रेंज से मेल खाता है। बैटरी इंटरफ़ेस मॉड्यूल द्वारा आपूर्ति किए गए डेटा को बैटरी ऊर्जा नियंत्रण मॉड्यूल को भेजा जाएगा, फिर एक वाहन डायग्नोस्टिक प्राथमिक नियंत्रक के रूप में हाइब्रिड नियंत्रण मॉड्यूल को गलती की स्थिति, स्थिति और नैदानिक ​​जानकारी की आपूर्ति की जाएगी, किसी भी समय, संपूर्ण सिस्टम 5,000 से अधिक सिस्टम डायग्नोस्टिक्स चलाएगा, 85% डायग्नोस्टिक बैटरी पैक की सुरक्षा पर केंद्रित है, अन्य लक्ष्य बैटरी के प्रदर्शन और जीवन नियंत्रण के रूप में। बहुपरत सर्किट बोर्ड बैटरी प्रदर्शन अपघटन चेवीवोल्ट इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किए जाने वाले बैटरी इंटरफ़ेस नियंत्रण मॉड्यूल में शुरू होता है, कृपया चित्र देखें।

1, विशेष रूप से उच्च संकेत अखंडता का सामना करना पड़ रहा है, एक ट्रेस लेआउट प्रौद्योगिकी का उपयोग कर एक चार परत डिजाइन सर्किट बोर्ड का उपयोग कर, अलगाव तकनीकों और जमीन विमानों के संयोजन यह सुनिश्चित करने में सहायता करने के लिए कि चुनौतीपूर्ण वातावरण में संकेत अखंडता, जहां सबसे ऊपरी परत में अधिकांश शून्य घटक होते हैं, जिसमें ऑप्टिकल आइसोलेटर, ग्राउंड प्लेन और कई छेद के साथ संकेत निशान शामिल हैं, निचली परत के लिए आपूर्ति पथ दूसरी परत के साथ आपूर्ति की जाती है, और बिजली की आपूर्ति और जमीन विमान सर्किट बोर्ड के उच्च वोल्टेज क्षेत्र के नीचे वितरित किए जाते हैं, और तीसरी परत में इन क्षेत्रों के नीचे संकेत रेखा होती है, मुद्रित सर्किट बोर्ड के दूसरी तरफ, चौथी परत एक जमीन विमान और संकेत ट्रेस के रूप में होती है और इसमें कुछ अतिरिक्त शून्य घटक होते हैं। चित्र 1: शेवीवोल्ट इलेक्ट्रिक वाहन में चार बैटरी इंटरफेस नियंत्रण मॉड्यूल सर्किट बोर्डों में से प्रत्येक में कई प्रेरण सर्किट और CAN संचार सर्किट होते हैं, और संचार उप-प्रणाली के फोटोकपलर किनारों को अलग करते हैं। सिग्नल अलगाव इलेक्ट्रिक वाहन के उपयोग में, संचार और नियंत्रण वाहन का एक क्रिम्प है, जैसे कि चेवीवोल्ट, एकाधिक नेटवर्क अलगाव का उपयोग करना और स्वतंत्र उपप्रणाली की सुरक्षा करना, स्वतंत्र लिथियम आयन बैटरी समूहों का प्रबंधन करने और विशेष बैटरी इंटरफेस नियंत्रण मॉड्यूल की निगरानी करने के लिए जटिल एल्गोरिदम का उपयोग करना प्रत्येक प्रेरित उपप्रणाली में बैटरी पैक, लेकिन एक समग्र बैटरी प्रबंधन के रूप में महत्वपूर्ण डेटा नियंत्रक स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क (सीएएन, कंट्रोलरेननेटवर्क बस सिग्नल इंटरफेस और एक उच्च वोल्टेज गलती संकेत में निहित है, जबकि सिस्टम सुरक्षा और विश्वसनीयता भी सीएएन बस नेटवर्क और उच्च वोल्टेज सेंसिंग सर्किट की सुरक्षा अलगाव को मुक्त करती है, हालांकि अलगाव को विभिन्न तरीकों और शून्य घटकों का उपयोग करके कार्यान्वित किया जा सकता है, लेकिन मांग वाले वातावरण और कई सुरक्षा विनियमों को ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक युग्मक की आवश्यकता होती है इस प्रकार का पसंदीदा उपयोग होना चाहिए।

तरीका। फोटोकपलर उच्च गुणांक शोर दमन क्षमताओं की आपूर्ति करता है, और ऑटोमोटिव में ईएमसी और ईएमआई जैसे मौलिक रूप से अत्यधिक विद्युत शोर संवर्द्धन है, इसके अलावा, इस प्रकार की डिवाइस आपूर्ति की ऊंचाई अलगाव लंबी अवधि का सामना करने वाले बैटरी पैक डीसी वोल्टेज दबाव से संबंधित है। और जांच में तेजी से उच्च वोल्टेज क्षणिक परिवर्तन, चार्जिंग कनेक्शन, और हटाने, और डीसी-डीसी रूपांतरण के लिए महत्वपूर्ण है।

इस कुंजी शून्य घटक का चयन करते समय, कार की आलोचनात्मक आवश्यकताओं में उपयुक्त पैकेज और ऑपरेटिंग वोल्टेज विनिर्देश शामिल हैं, हालांकि गति, डेटा दर और बिजली की खपत जैसे प्रदर्शन विनिर्देश अभी भी कड़े हैं, लेकिन तेज स्विच और उच्च वर्तमान परिवर्तन के लिए ईएमआई पर विचार किया जाता है अल्ट्रा-हाई-स्पीड उपकरणों की मांग प्रतिबंधित होगी, जिससे संपीड़न तरंग दर और प्रतिबंध ईएमआई प्रदर्शन को समायोजित करने के लिए उच्च लचीलापन आवश्यकताओं में सुधार होगा। कार उपयोग पर्यावरण की सख्त आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, AVAGO फोटोकपलर उत्पादों की कई श्रृंखला की आपूर्ति करता है, जिसका उपयोग बैटरी पैक के वोल्टेज प्रेरण पर किया जा सकता है, जो डेटा संचार इंटरफेस और अन्य सुरक्षा अलगाव लाता है, तालिका 1 कारों के उपयोग के लिए विभिन्न ऑप्टोकपलर उत्पाद के अनुरूप आपूर्ति करता है। तालिका 1: ऑटोमोटिव फोटोकपलर के लिए उपयुक्त विभिन्न फोटोकंडक्टर उदाहरण, AVAGO का ACPL-M43T फोटोकपलर बैटरी इंटरफ़ेस नियंत्रण मॉड्यूल सर्किट बोर्ड को अलग करने की आपूर्ति करता है, Avagor2Coupler श्रृंखला के सदस्य के रूप में, ACPL-M43T एक कॉम्पैक्ट 5-पिन SO-5JEDEC पैकेज है, जो सतह पर लगे एकल-चैनल डिजिटल ऑप्टोकपलर के लिए उपयुक्त है।

इन्सुलेशन क्षमताओं को मजबूत करने के अलावा, एवागो के आर2कपलर उत्पाद प्रमुख कार्यात्मक कनेक्शनों को बढ़ाने के लिए डबल-लाइन का उपयोग करते हैं, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। इसके अतिरिक्त, सीलिंग फोटोकपलर अधिक विश्वसनीय और व्यापक प्रचालन तापमान रेंज प्रदर्शित करता है, जो उपभोक्ता ग्रेड एल.ई.डी. का उपयोग करने वाले फोटोकपलर उत्पाद से कहीं अधिक है। ऑटोमोटिव उपयोग के लिए विशेष रूप से डिजाइन किए गए, AVAGO के उत्पाद कार स्तर के एलईडी का उपयोग करते हैं, जो ISO / TS16949 गुणवत्ता प्रणाली द्वारा निर्मित होते हैं, और AEC-Q100 विनिर्देशों का अनुपालन करते हैं।

चित्र 2: एवागो ACPL-M43T फोटोकंडेंसर उत्पादों के साथ दो-तार प्रबलित कुंजी फ़ंक्शन कनेक्शन का उपयोग करता है। (चित्र में मुख्य बिंदु) यह उपकरण इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी पैक आवश्यकताओं के लिए आदर्श है। आपूर्ति में 567V निरंतर कार्यशील वोल्टेज, 6000V अधिकतम क्षणिक ओवरवोल्टेज, 5MM क्रीपेज दूरी और 5mm विद्युत निकासी आदि शामिल हैं।

, जब 10mA वर्तमान में इनपुट होता है, चाहे 30 kV / s आम-मोड तात्कालिक गड़बड़ी वाला एक तर्क उच्च या निम्न स्तर का आउटपुट हो, यह CAN ट्रांसमिशन लाइन नेटवर्क में अन्य कार प्रणालियों में परिवर्तन की संभावना को कम कर सकता है।