Hvernig á að nota ljóstengi til að einangra háspennu til að bæta öryggi litíumjónarafhlöðupakka rafknúinna ökutækja

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Proveïdor de centrals portàtils

Sem stendur, við notkun á rafknúnum eða tvinnbílum, stendur stjórnun háspennu litíumjónarafhlöðupakka frammi fyrir mörgum áskorunum, auk þess að fylgjast ekki með og hleðslu- og afhleðslulotum, byggt á öryggissjónarmiðum, er nauðsynlegt að einangra rafhlöðupakka frá því að veita hundruð spennu. Þessi grein fjallar sérstaklega um vöktunarþarfir litíumjónarafhlöðu og fjallar um byggingarlist og núllhluta sem notuð eru af rafhlöðueftirlitskerfum, stafrænum samskiptakerfum og einangrunarviðmótum. Í stjórnkerfinu notar rafhlöðueftirlitið tvö lykilundirkerfi til að fylgjast með rafhlöðustöðu á áreiðanlegan hátt og veita stafrænar niðurstöður til aðalstýringarkerfisins sem stjórnað er af stjórnkerfinu, til að aðskilja þessi undirkerfi, í háspennu rafhlöðuvirkjunarrásum og borðum. Samskiptabúnaðurinn notar ljóseinangrunarmerkjaviðmót til að tryggja að háspennan hafi ekki áhrif á stafræna undirkerfið.

Eiginleikar litíumjónarafhlöðu passa ekki við flókið rafeindakerfi rafbíla í kröfum um afköst, öryggi og áreiðanleika og þetta kemur beint frá eiginleikum litíumjónarafhlöðunnar, litíumefnið er tæmt, litíumefnið er venjulega jónað í grafítskautinu, þá er þetta. og litíumjónirnar eru fluttar til baka með bakskautinu í gegnum skiljuna. Afköst og áreiðanleiki þessa efnahvarfaforrits er stjórnað af hitastigi og spennu rafhlöðueiningarinnar. Við lægra hitastig er efnahvarfið hægt, þannig að spenna rafhlöðueiningarinnar er lág, og hvarfhraði eykst þar til litíum þegar hitastigið eykst, eykst hvarfhraði þar til litíum Jónaeiningin byrjar að hrynja, þegar hitastigið fer yfir 100°Þegar C, raflausnin byrjar að greina, losun á gasi sem getur valdið þrýstingi rafhlöðufrumna í hönnun, við háan hita, getur litíumjónarafhlöðueiningin losað súrefni vegna oxíðgreiningar í andlitið af hitauppstreymi úr böndunum, frekari Hröðun hitastigs.

Þess vegna eru bestu rekstrarskilyrði til að viðhalda litíumjónarafhlöðunni lykilkrafa rafhlöðustjórnunarkerfisins. Mikilvæga áskorunin við hönnun stjórnunar- og stjórnunarkerfa er að tryggja áreiðanlega gagnaöflun og niðurbrot til að fylgjast með stöðu litíumjónarafhlöðu í bílnum. Og þetta er einkennandi vandamál litíumjónarafhlöðunnar sjálfrar.

Í ChevyVolt rafbílnum inniheldur rafhlöðupakkinn 288 prismalaga litíumjónarafhlöður, skipt í 96 rafhlöðupakka, og gefur 386,6V DC kerfisspennu, sem mynda fjórar aðalrafhlöður í tengslum við hitaskynjara og kælieiningar. Eining, spennuskynjunarlínan sem er tengd við hvern rafhlöðuhóp er tengd við hverja rafhlöðueiningu og skautin er leyst og tengd við rafhlöðuviðmótseininguna fyrir ofan hverja rafhlöðueiningu í gegnum spennuskynjunargeislann samsettan tengi, 4 með lit.

Tilgreind rafhlöðuviðmótseining virkar á mismunandi stöðum rafhlöðupakkans, í sömu röð og samsvarar lágu, hlutleysandi háspennusviði 4 eininga DC spennujöfnunar. Gögnin frá rafhlöðuviðmótseiningunni verða send til rafhlöðuorkustýringareiningarinnar, síðan færð bilunaraðstæður, ástand og greiningarupplýsingar til blendingsstýringareiningarinnar sem aðalgreiningarstýringar ökutækis, hvenær sem er mun allt kerfið keyra meira en 5.000 kerfisgreiningar, 85% greiningar einbeita sér að öryggi rafhlöðupakkans, annað eins og afköst rafhlöðunnar og endingartíma stjórnunar rafhlöðunnar. Niðurbrot rafgeymis rafhlöðunnar með marglaga rafhlöðu hefst í rafhlöðuviðmótsstýringareiningunni sem notuð er í ChevyVolt rafknúnum ökutækjum, vinsamlegast sjá MYND.

1, sem snýr sérstaklega að mikilli merkiheilleika, notar fjögurra laga hönnunar hringrás með því að nota snefilútlitstækni, einangrun Samsetning tækni og jarðplana til að aðstoða við að tryggja að merkiheilleiki í krefjandi umhverfi, þar sem efsta lagið inniheldur flesta núllhlutana, þar á meðal sjóneinangrunartæki, jarðplan og merkjaspor með neðri laginu, neðri lagið er í gegnum framboðið, og aflgjafinn og jarðplanið er dreift undir háspennusvæði hringrásarborðsins, og þriðja lagið inniheldur merkjalínuna fyrir neðan þessi svæði, hinum megin á prentuðu hringrásinni, það er Fjórða lagið er sem jarðplan og merkjaspor og inniheldur nokkrar auka núllhlutar. Mynd 1: Hvert af fjórum rafhlöðuviðmótsstýringareiningum rafrása í ChevyVolt rafknúnum ökutækinu inniheldur fjölda örvunarrása og CAN samskiptarása og einangrar ljóstengibrúnir samskiptaundirkerfisins. Einangrun merkja Í rafknúnum ökutækjum eru samskipti og stjórnun þrenging á ökutækinu, svo sem ChevyVolt, sem notar margfalda neteinangrun og verndar sjálfstæða undirkerfið, notar flókið reiknirit til að stjórna óháðum litíumjónarafhlöðuhópum og fylgjast með sérstökum rafhlöðuviðmótsstýringareiningu. háspennubilunarmerki, á meðan kerfisöryggi og áreiðanleiki losar einnig um öryggiseinangrun CAN-busnetsins og háspennuskynjunarrásarinnar, þó að hægt sé að útfæra einangrunina með ýmsum aðferðum og núllhlutum, en krefjandi umhverfið og margar öryggisreglur krefjast þess að ljósraftstengi sé ákjósanlegur notkun þessarar tegundar.

Aðferð. Ljóstengillinn veitir hávaðabælingu með háum stuðli og er í grundvallaratriðum mjög rafræn hávaðaaukning eins og EMC og EMI í bifreiðum, auk þess er hæðareinangrun þessarar tegundar tækjabúnaðar tengd við langtímajafnvægisspennu rafhlöðupakkans. Og hröð háspennu tímabundin breyting á nemanum, hleðslutengingu og fjarlægingu og DC-DC umbreytingu er mikilvægt fyrir.

Þegar þessi núlllykill er valinn, innihalda gagnrýndar kröfur bílsins viðeigandi pakka- og rekstrarspennuforskriftir, þó að frammistöðuforskriftir eins og hraði, gagnahraði og orkunotkun séu enn þétt, en EMI er talið fyrir hraðskiptingu og mikla straumbreytingu. Eftirspurn eftir ofur-háhraða tækjum verður takmörkuð og snýst þar með til að bæta hærri sveigjanleikaþjöppunarkröfur til að stilla afköst EMI og sveigjanleika. Til að mæta ströngum kröfum bílanotkunarumhverfisins, útvegar AVAGO margar seríur af ljóstengivörum, sem hægt er að nota á spennuvirkjun rafhlöðupakkans, sem færir gagnasamskiptaviðmótið og aðra öryggiseinangrun, Tafla 1 Framboð í samræmi við ýmsar Optocoupler vörur fyrir bílanotkun. Tafla 1: Ýmsir ljósleiðarar sem henta fyrir dæmi um ljóstengi bíla, ACPL-M43T ljóstengi frá AVAGO útvegar rafhlöðuviðmótsstýringareiningu hringrásina sem á að aðskilja, sem meðlimur í Avagor2Coupler seríunni, ACPL-M43T er fyrirferðarlítill 5-pinna SO-5JEDEC pakki, hentugur fyrir yfirborðsfesta stafræna einrásarrás.

Auk þess að styrkja einangrunargetu, nota R2Coupler vörurnar frá Avago tvöfalda línu til að auka lykilvirknitengingar, eins og sýnt er á mynd 2. Að auki sýnir þéttingarljóskerinn sterkari áreiðanleika og breiðari hitastigssvið, sem er miklu umfram ljóstengingarvöruna með því að nota ljósdíóða í neytendaflokki. Sérstaklega hönnuð fyrir bílanotkun, vörur AVAGO nota ljósdíóða á bílastigi, framleidd af ISO / TS16949 gæðakerfinu, og uppfylla AEC-Q100 forskriftirnar.

Mynd 2: Avago notar tveggja víra styrkta lyklavirkni tengingu við ACPL-M43T ljósþéttara vörur. (Hápunktar á mynd) Þetta tæki er tilvalið fyrir rafhlöðupakka rafbíla. Inniheldur 567V áframhaldandi spenna, 6000V hámarks skammvinn yfirspenna, 5MM skriðfjarlægð og 5mm rafmagnsbil osfrv.

, þegar 10mA er inntak í strauminn, Hvort sem það er rökfræðileg úttak á háu eða lágu stigi sem hefur 30 kV/s samstundis truflun, getur það dregið úr líkum á breytingum á öðrum bílkerfum inn í CAN flutningslínanetið.