שיטת IC ייעודית או תהפוך לאבן נגף לחדשנות מערכת ניהול סוללות

2022/04/08

מחבר: Iflowpower –ספק תחנת כוח נייד

בהשאלה מונח במשק, מוצרי BMS לרכב חשמלי נמצאים כיום במצב של "חוסר". למרות שתפקוד המוצר משתפר כל הזמן, יישום השוק מתרחב, אך הרמה הטכנית המרכזית של המוצר עדיין עומדת, נקודת הכאב המקורית עדיין קיימת. אחת הסיבות החשובות למצב זה היא שיטת עיצוב המוצר שלנו, שהיא ה-IC המיוחד לניהול הסוללה שמסופק על ידי יצרני IC מוליכים למחצה זרים, ועיצוב עם היישום שלו.

ניתן לחלק את מוצרי BMS לשני חלקים עצמאיים יחסית של אלגוריתם תוכנה וארכיטקטורת חומרה מכיוון שאלגוריתמי תוכנה מקצועיים יותר ומשויכים לחלקי חומרה. מאמר זה עורך רק חלק מהקשר בין ארכיטקטורת החומרה לתפקוד המוצר. דיון בניתוח.

התחלה ראשונה משבב ייעודי לניהול סוללה. ההופעה והפיתוח של IC ייעודי לניהול סוללות קשורות קשר הדוק לבעיות שונות שנתקלו בתהליך של סוללת ליתיום יון. ראשית, על מנת לפתור את טעינת היתר של סוללת הליתיום-יון, תוכנן שבב ההגנה על טעינה ופריקה של הסוללה הבודדת.

מאוחר יותר, הוא פותח במקטע רב מקטע של סוללת הליתיום-יון כדי לפתח שבב רב-מיתרי. בשלב זה, זה הפך לשבב ניהול סוללה, חשוב לאסוף כל נתוני מתח הסוללה בחבילת הסוללות. יתרה מכך, על מנת להתמודד עם בעיית חוסר העקביות, משולבת עוד יותר את פונקציית ההנעה של מתג ההפעלה, שהוא IC לניהול סוללה עם אקווויזציה.

מבחינה אובייקטיבית, IC ייעודי לניהול סוללות השיג את תעשיית ה-BMS המוקדמת והוביל את הפיתוח של מוצרי BMS. זה בגלל שיש שבב מיוחד, ניתן לפשט מאוד את עיצוב ה-BMS, והמיעוט והאמינות של המוצר השתפרו מאוד, אך יחד עם זאת, עלינו לראות גם את המגבלות של שבבים מיוחדים. כפי שצוין קודם לכן, השבב הייעודי לניהול סוללה פותח גם עם יישום של סוללות ליתיום יון, וסוללות ליתיום יון מוקדמות משמשות בציוד אלקטרוני קטן, ובהמשך הן נמצאות בשימוש נרחב במחשבים ניידים, והשבב הייעודי לניהול סוללה תמיד היו מיתרים נמוכים, שירותי ציוד קטן.

כאשר מארז סוללות הליתיום-יון מיושם על מכוניות חשמליות, המצב השתנה. ערכת סוללות ליתיום יון לרכב חשמלי היא מחרוזת גבוהה, סוללה בעלת קיבולת גדולה משמשת בסדרות, ומספר עשרות המיתרים או אפילו מאות המיתרים אינם עוד מחשב נייד, וניתן להשתמש בסדרת הקווים בסידרה. ה-IC הייעודי לא היה פעיל, והתוצר של יותר יישומי מחרוזות מושק במהירות, אבל בהתחשב במתח ובמורכבות האפליקציה, בדרך כלל לא יותר מ-20 מחרוזות.

ארכיטקטורה טיפוסית של BMS באמצעות ICs אלה היא ארכיטקטורה מרכזית. יש רק חיבור אחד בין ה-BMS לחבילת הסוללות, בהתאם למספר ערכות הסוללות, מספר השבבים הספציפיים בלוח ה-BMS תלוי גם במספר ערכות הסוללות. כפי שניתן לראות מהסכימה, היתרונות של מוצרי BMS מרוכזים הם פשוטים ובעלות נמוכה.

כאשר מספר המיתרים בחבילת הסוללות, למשל, 10 הם מחרוזות, החיבור לא ממש מסובך, ובמקרה בו קיבולת ערכת הסוללות קטנה, מיקום ההרכבה של BMS יכול להיות קרוב לכל ערכת הסוללות, לקצר מרחק החיווט, ערכת סוללות --- BMS, מערכת האנרגיה כולה קומפקטית יותר, מתאימה יותר לאופניים חשמליים ואופנועים חשמליים. עם זאת, כאשר מיושמים על מארז סוללות הליתיום יון של הרכב החשמלי, מכיוון שקיבולת המצבר גדולה, הממד הפיזי גדול יחסית לאחר הקבוצה, החיבור יהיה ארוך יותר, והאורך לא מאוד, בתוספת מספר המיתרים , יש הרבה , עשרות או אפילו סידור של מאות שורות הוא מאוד בעייתי. פרט חשוב נוסף הוא שיש לתקן את הסדר של המחברים הללו, מכיוון שהפין של השבב המיוחד כבר רמז מראש את רצף הסוללה, ולכן יש לגשת לחיבור בכל מיתר ל-Pin foot bit שצוין על ידי BMS.

למרות שאין קושי בעבודת התכנון של BMS, מדובר בבעיה קטנה בחיבור הממשי בין BMS לחבילות סוללות. קווים כלליים מחוברים לסוללה יחד, והקצה השני מחובר ל-BMS דרך הפלאגין, והעבודה מחוברת לסוללה. זה גם קשה להשלים, וקשה להשלים על ידי המכונה, המחוברת לכל אלקטרודה של כל תא.

לא יכול לעשות שום טעויות, כל עומס העבודה הזה הוא אידיאלי. דרך ניתוח הארכיטקטורה הריכוזית רואים שה-IC הייעודי מתאים לקיבולת קטנה, מיתרים נמוכים ויהיו קווים מחוברים בקיבולת גדולה ומיתרים גבוהים. תסתכל על בעיה מאוזנת, הארכיטקטורה הריכוזית מתאימה יותר להשלמת איזון פסיבי, ולתכנון המעגל אין מורכבות חדשה, ול-IC הייעודי המרכזי הנוכחי יש את הפונקציה הזו.

עם זאת, הקיבולת הנוכחית מוגבלת, רמת חצי השעה, והבעיה אינה גדולה אם העקביות הראשונית של ערכת הסוללות אינה גדולה, ויהיה סיכון לתיקון חוסר איזון באמצע ובהמשך עקביות. אם אתה רוצה להצטרף לפונקציית איזון אקטיבית, הארכיטקטורה הקיימת בעצם לא עוזרת, ומטריצת רתמה נוספת ומטריצת מתג, מורכבות המעגל עלתה בחדות. למטריצת המתגים צריכה להיות מספר רב של מתגים אלקטרוניים, אבל בגלל המספר, מעגל הבקרה די מסובך, והחברה מוחלפת בממסר, מפשטת את התכנון, אבל מביאה את הממסר כמתג מכני לבעיות חיים ו לא מבין את הסיכון.

ניתן כמובן גם להאריך את חייו על ידי הורדת תדירות המיתוג של הממסר, הימנעות מסיכונים באמצעות בדיקת תקלות, אך זה תמיד לא מצליח להבטיח את הכשל הממוצע של המכשיר, ועוד, גם מספר הממסרים די , יותר מאחד. זוהי שיטת פשרה שאינה מותרת, במקום לפתור את הפתרון החיובי של מטריצת המתגים המאוזנת האקטיבית. על מנת לפתור את האתגר המורכב של החיבור, מופיע BMS של הארכיטקטורה המבוזרת.

BMS זה מופרד מפונקציות אחרות לפונקציות אחרות, והמערכת כולה מחולקת ל-CSC (יחידת ניהול יחידה), BMU (בקר ניהול סוללה), ו-CSC מותקן על סוללה אחת, האחראית על איסוף המידע וההעברה של מחרוזת המידע על הסוללה. , כל מחרוזת סוללה משולבת ב-BMU דרך האוטובוס. ארכיטקטורה זו פותרת את האתגר המסובך של הרתמה דרך האוטובוס, והיא התקנה פשוטה יחסית, יעילות גבוהה, גמישות טובה, מתאימה לחבילות סוללות שונות. BMS מבוזר לא יכול להשתמש ב-IC ייעודי לניהול סוללה, שהוא רעיון מוצלח יחסית למטרת עיצוב חדשנות.

לא מספיק, הארכיטקטורה המבוזרת לא פתרה את מערכת היחסים המקבילה ואת האתגר הפעיל המאוזן. ה-CSC גם מגדיר את הכתובת (למרות שניתן להגדיר אותה לאחר ההתקנה, יש צורך להקל על היישום לפני ההתקנה, הסתברות שגיאה קטנה), איזון אקטיבי עדיין דורש רתמה נוספת ומטריצת מתג. יתרה מכך, מכיוון שכל CSC אמור להיות MCU ואפיק התקשורת המבודד, המחיר גבוה יותר מה-BMS של הארכיטקטורה הריכוזית, במיוחד במחרוזות נמוכות.

רעיונות מבוזרים נתנו טיפ טוב של סגנון מרוכז, שהוא דרך האוטובוס כדי לפתור את בעיית הנמל, וה-IC הייעודי גם ראה את היתרונות, והשיק במהירות אפיק תקשורת ללא בידוד, שיפר את עצמם עוד יותר. ארכיטקטורה מבוזרת למחצה, למעשה הארכיטקטורה הריכוזית המשנית הפכה לאחד מהתכנון המרכזי של BMS. זאת על מנת לחלק את כל רכיב הסוללה למספר מודולים.

כל מודול משתמש ב-BMS קטן המעוצב עם שבב ייעודי, ולאחר מכן מתחבר לבקר סופי דרך האוטובוס. הארכיטקטורה החצי-מבוזרת מתמקדת ביתרונות של הרתמה המבוזרת וביתרונות של תכנון מרוכז, אך למרבה הצער, הבעיה שהארכיטקטורה הקודמת לא נפתרה ועקבה אחריה, ההתכתבות האחת והבעיה האקטיבית המאוזנת קיימות. רודפים אחרי המקור, התכתבות אחד לאחד, בעיית מטריצת המתגים במאזן האקטיבי, מהמגבלות המקובלות של השבב המיוחד לניהול סוללה, אם כי גם השבב המיוחד לניהול הסוללה מתפתח.

מכיוון שמדובר באפליקציה מרובת פלטה, על ה-IC הייעודי, כל ערוץ זיהוי סוללה חייב להיקבע מראש, ולאחר מכן, לא ניתן לדמיין את הסדר של כל ערוץ, וכעת רואים שכל IC לא יכול לתכנן פונקציה כזו. באופן דומה, מטריצת המתגים היא גם מיישומים מרובי מחרוזת, אבל גם בגלל חלק הכוח, זה הטבעי והחולשה של IC, והארכיטקטורה הקיימת היא הסיבה לאיזון האקטיבי. לכן, אם מדובר במיתר נמוך, אין צורך לאזן באופן אקטיבי את התפקוד, דבר אפשרי, כגון כלים חשמליים, אופניים חשמליים ואופנועים חשמליים; בשימוש ברמות רכב חשמליות, במיוחד בפונקציית האיזון האקטיבית, עיצוב BMS ב-IC ייעודי הוא עדיין יותר.

מייצור 2015, השלימה המכונית החשמלית בהצלחה את תקופת ההיכרות של התעשייה, ולאחריה את תקופת הפיתוח. BMS צריך בדחיפות לפתור את המחלה, השוק קורא למוצרים חדשים, רק לקפוץ משיטת ה-IC המיוחדת, מפלגת החדשנות של BMS יכולה לצפות לה. .

צור קשר
רק תגיד לנו את הדרישות שלך, אנחנו יכולים לעשות יותר ממה שאתה יכול לדמיין.
שלח את שאלתך
Chat with Us

שלח את שאלתך

בחר שפה אחרת
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
שפה נוכחית:עִברִית