Hogyan használjunk fotocsatolót a nagyfeszültségek leválasztására az elektromos járművek lítium-ion akkumulátorcsomagjainak biztonságának javítása érdekében

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

Jelenleg a teljesen elektromos vagy hibrid járművek használatában a nagyfeszültségű lítium-ion akkumulátorcsomagok kezelése számos kihívással néz szembe, a nem figyelés és a töltési-kisütési ciklusok mellett biztonsági szempontok alapján szükséges az akkumulátorcsomagok elszigetelése a több száz feszültség biztosításától. Ez a cikk kifejezetten a lítium-ion akkumulátorok felügyeleti igényeit tárgyalja, és tárgyalja az akkumulátor-felügyeleti rendszerek, digitális kommunikációs rendszerek és leválasztó interfészek által használt architekturális és nulla komponenseket. A felügyeleti rendszerben az akkumulátor felügyeleti tábla két kulcs alrendszert használ az akkumulátor állapotának megbízható monitorozására és digitális eredmények továbbítására a vezérlőrendszer által üzemeltetett fő vezérlőrendszerre, ezen alrendszerek elkülönítésére, nagyfeszültségű akkumulátor indukciós áramkörökben és kártyákban. A kommunikációs eszköz optikai leválasztó jel interfészt használ annak biztosítására, hogy a nagyfeszültség ne befolyásolja a digitális alrendszert.

A lítium-ion akkumulátor jellemzői teljesítményben, biztonsági és megbízhatósági követelményekben nem egyeznek az elektromos járművek összetett elektronikai rendszerével, és ez egyenesen a lítium-ion akkumulátor jellemzőiből következik, a lítium anyag lemerül, a lítium anyag általában ionizálódik a grafitos anódban, majd ezek A lítium-iont az elektrolit mozgatja a katóddal, és a program visszaállítja a katódot a lítium-ionokat a katód visszavezeti a szeparátoron keresztül. Ennek a kémiai reakcióprogramnak a teljesítményét és megbízhatóságát az akkumulátoregység hőmérséklete és feszültsége szabályozza. Alacsonyabb hőmérsékleten a kémiai reakció lassú, így az akkumulátoregység feszültsége alacsony, és a reakciósebesség a hőmérséklet emelkedésével a lítiumig nő, a reakciósebesség pedig a lítiumig nő. Az ionegység összeomlik, ha a hőmérséklet meghaladja 100°Amikor a C, az elektrolit elemezni kezd, a gáz felszabadulása, amely a tervezésben az akkumulátorcellák nyomását okozhatja, magas hőmérsékleten, a lítium-ion akkumulátor egység oxidanalízis miatt oxigént bocsáthat ki, szemben a termikus kontrollon kívül, további Gyorsított hőmérséklet-emelkedéssel.

Ezért a legjobb működési feltételek a lítium-ion akkumulátor karbantartásához kulcsfontosságú követelmény az akkumulátorkezelő rendszerrel szemben. Az irányítási és irányítási rendszerek tervezése során a kritikus kihívás a megbízható adatgyűjtés és -lebontás biztosítása az autóban lévő lítium-ion akkumulátorok állapotának nyomon követése érdekében. És ez magának a lítium-ion akkumulátornak a jellegzetes problémája.

A ChevyVolt elektromos járműben az akkumulátorcsomag 288 prizma alakú lítium-ion akkumulátort tartalmaz, 96 akkumulátorcsomagra osztva, és 386,6 V DC rendszerfeszültséget szolgáltat, amelyek négy fő akkumulátort alkotnak a hőmérséklet-érzékelőkkel és a hűtőegységekkel együtt. Modul, az egyes akkumulátorcsoportokhoz csatlakoztatott feszültségérzékelő vezetékek mindegyik akkumulátor modulhoz csatlakoznak, a terminál pedig az egyes akkumulátormodulok feletti akkumulátor interfész modulhoz van csatlakoztatva a feszültségérzékelő nyaláb kombinált csatlakozóján keresztül, 4 szín használatával.

A jelzett akkumulátor interfész modul az akkumulátorcsomag különböző pozícióiban működik, illetve megfelel a 4 modul egyenfeszültség-eltolásainak alacsony, semlegesítő nagyfeszültség-tartományának. Az akkumulátor interfész modul által szolgáltatott adatok elküldésre kerülnek az akkumulátor energia vezérlő modulnak, majd a hibahelyzetet, állapotot és diagnosztikai információkat egy hibrid vezérlőmodulnak, mint járműdiagnosztikai elsődleges vezérlőnek továbbítják, bármikor a teljes rendszer több mint 5000 rendszerdiagnosztikát futtat, a diagnosztika 85%-a az akkumulátorcsomag biztonságára fókuszál, egyéb a célakkumulátor teljesítményének és élettartamának szabályozására. A többrétegű áramköri kártya akkumulátorának teljesítménybomlása a ChevyVolt elektromos járművekben használt akkumulátor interfész vezérlőmodulban kezdődik, lásd a 1. ábrát.

1, kifejezetten magas jelintegritással szemben, négyrétegű tervezési áramköri kártyával, nyomkövetési elrendezési technológiával, leválasztással A technikák és az alapsíkok kombinációja, amely segíti a jel integritását a kihívásokkal teli környezetben, ahol a legfelső réteg tartalmazza a legtöbb nulla komponenst, beleértve az optikai leválasztókat, a földsíkot és a jelnyomokat, amelyek több tápréteget tartalmaznak a második átmenő lyukakkal, a tápellátás és a tápellátás útja a második tápréteghez, Az áramköri lap nagyfeszültségű zónája alatt oszlanak el, a harmadik réteg pedig ezek alatt a területek alatti jelvezetéket, a nyomtatott áramköri lap másik oldalát tartalmazza, vagyis A negyedik réteg alapsíkként és jelnyomként szolgál, és néhány extra nulla komponenst tartalmaz. 1. ábra: A ChevyVolt elektromos járműben mind a négy akkumulátor-interfész vezérlőmodul áramköri lapja több indukciós áramkört és CAN kommunikációs áramkört tartalmaz, és elszigeteli a kommunikációs alrendszer fotocsatoló éleit. Jelleválasztás Az elektromos járművek használatában a kommunikáció és vezérlés a jármű, például a ChevyVolt egy krimpelése, amely többszörös hálózati leválasztást és a független alrendszer védelmét végzi, komplex algoritmus használatával független lítium-ion akkumulátorcsoportok kezelésére és speciális akkumulátor-interfész vezérlőmodulok monitorozására Az akkumulátorcsomag minden indukált alrendszerben, de a kulcsfontosságú adatokat, mint átfogó akkumulátorkezelést, a hálózati interfész (CNetW, Control Bus) tartalmazza nagyfeszültségű hibajelzést, miközben a rendszerbiztonság és a megbízhatóság a CAN-busz hálózat és a nagyfeszültségű érzékelő áramkör biztonsági leválasztását is feloldja, bár a leválasztás többféle módszerrel és nulla komponenssel is megvalósítható, de az igényes környezet és a többszörös biztonsági előírások megkövetelik, hogy az optoelektronikus csatolót részesítsék előnyben ennek a típusnak.

Módszer. A fotocsatoló nagy koefficiens zajcsökkentő képességekkel rendelkezik, és alapvetően erős elektromos zajnövelés, mint például az EMC és az EMI az autóiparban, emellett az ilyen típusú készülékek tápellátásának magassági leválasztása összefügg a hosszú távú szemben lévő akkumulátorcsomag egyenfeszültségű nyomásával. A gyors nagyfeszültségű tranziens változás a szondában, a töltési csatlakozásban és az eltávolításban, valamint a DC-DC konverzióban kritikus fontosságú.

Ennek a kulcsfontosságú nulla komponensnek a kiválasztásakor az autóval szemben bírált követelmények között szerepel a megfelelő csomag és üzemi feszültség specifikáció, bár a teljesítmény-specifikációk, mint a sebesség, adatsebesség és fogyasztás még mindig szigorúak, de az EMI-t a gyors váltás és a nagy áramerősség változása miatt veszik figyelembe. Az ultra-nagy sebességű eszközök iránti igény korlátozott lesz, ami a nagyobb rugalmassági követelmények javítására és az EMI-kompressziós hullám sebességének beállítására irányul. Az autóhasználati környezet szigorú követelményeinek való megfelelés érdekében az AVAGO több sorozatú fotocsatoló terméket szállít, amelyek az akkumulátorcsomag feszültségindukciójára használhatók, ami biztosítja az adatkommunikációs interfészt és egyéb biztonsági leválasztást, 1. táblázat. 1. táblázat: Különféle fényvezetők, amelyek alkalmasak autóipari fénycsatoló példákra, az AVAGO ACPL-M43T fotocsatolója biztosítja az akkumulátor interfész vezérlőmoduljának szétválasztandó áramkörét, az Avagor2Coupler sorozat tagjaként az ACPL-M43T egy kompakt, 5 tűs SO-5JEDEC opto-opcouler csomag, amely egycsatornás digitális felületre szerelhető.

A szigetelési képességek megerősítése mellett az Avago R2Coupler termékei kettős vonalat használnak a kulcsfontosságú funkcionális kapcsolatok javítására, amint az a 2. ábrán látható. Ezenkívül a tömítő fotocsatoló nagyobb megbízhatóságot és szélesebb üzemi hőmérséklet-tartományt mutat, ami jóval meghaladja a fogyasztói minőségű LED-eket használó fotocsatoló termékét. A kifejezetten autóipari felhasználásra tervezett AVAGO termékei az ISO / TS16949 minőségbiztosítási rendszer szerint gyártott, autószintű LED-eket használnak, és megfelelnek az AEC-Q100 specifikációnak.

2. ábra: Az Avago kétvezetékes megerősített kulcsfunkciós kapcsolatot használ az ACPL-M43T fotokondenzátoros termékekkel. (Kiemelések az ábrán) Ez az eszköz ideális az elektromos járművek akkumulátorával kapcsolatos követelményekhez. A tápegység 567V folyamatos üzemi feszültséget, 6000V maximális tranziens túlfeszültséget, 5mm kúszótávot és 5mm elektromos távolságot stb.

, ha 10mA van bemenve az áramba, Akár logikailag magas, akár alacsony szintű kimenetről van szó, 30 kV/s-os közös módú pillanatnyi zavarral, csökkentheti annak az esélyét, hogy más autórendszerek a CAN távvezeték hálózatba kerüljenek.