विद्युतीय सवारी साधनको लिथियम-आयन ब्याट्री प्याकको सुरक्षा सुधार गर्न उच्च भोल्टेजहरू अलग गर्न फोटोकप्लर कसरी प्रयोग गर्ने

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

हाल, पूर्ण-विद्युतीय वा हाइब्रिड सवारी साधनहरूको प्रयोगमा, उच्च भोल्टेज लिथियम-आयन ब्याट्री प्याकहरूको व्यवस्थापनले धेरै चुनौतीहरूको सामना गर्दछ, गैर-निगरानी र चार्जिङ र डिस्चार्जिङ चक्रहरूको अतिरिक्त, सुरक्षा विचारहरूको आधारमा, ब्याट्री प्याकहरूलाई सयौं भोल्टेजहरू प्रदान गर्नबाट अलग गर्न आवश्यक छ। यस पत्रले विशेष गरी लिथियम आयन ब्याट्रीको अनुगमन आवश्यकताहरूको बारेमा छलफल गर्दछ, र ब्याट्री अनुगमन प्रणाली, डिजिटल सञ्चार प्रणाली, र आइसोलेसन इन्टरफेसहरू द्वारा प्रयोग गरिने वास्तुकला र शून्य घटकहरूको बारेमा छलफल गर्दछ। व्यवस्थापन प्रणालीमा, ब्याट्री अनुगमन बोर्डले ब्याट्री स्थितिको विश्वसनीय रूपमा निगरानी गर्न र नियन्त्रण प्रणालीद्वारा सञ्चालित मुख्य नियन्त्रण प्रणालीमा डिजिटल परिणामहरू आपूर्ति गर्न दुई प्रमुख उपप्रणालीहरू प्रयोग गर्दछ, यी उपप्रणालीहरूलाई अलग गर्न, उच्च भोल्टेज ब्याट्री इन्डक्सन सर्किट र बोर्डहरूमा। सञ्चार उपकरणले उच्च भोल्टेजले डिजिटल उपप्रणालीलाई असर गर्दैन भनेर सुनिश्चित गर्न अप्टिकल आइसोलेसन सिग्नल इन्टरफेस प्रयोग गर्दछ।

लिथियम-आयन ब्याट्रीका विशेषताहरू कार्यसम्पादन, सुरक्षा र विश्वसनीयता आवश्यकताहरूमा विद्युतीय सवारी साधनहरूको जटिल इलेक्ट्रोनिक प्रणालीसँग मेल खाँदैनन् र यो बिन्दु लिथियम आयन ब्याट्रीका विशेषताहरूबाट सिधै हो, लिथियम सामग्री डिस्चार्ज हुन्छ, लिथियम सामग्री सामान्यतया ग्रेफाइट एनोडमा आयनीकृत हुन्छ, त्यसपछि यी लिथियम आयनहरू इलेक्ट्रोलाइटद्वारा इलेक्ट्रोलाइटद्वारा सारिन्छन् र क्याथोडमा पुग्छन्, र चार्जिङ प्रक्रिया सम्पूर्ण कार्यक्रमको उल्टो हुन्छ, र लिथियम आयनहरू क्याथोडद्वारा विभाजक मार्फत फिर्ता ल्याइन्छ। यस रासायनिक प्रतिक्रिया कार्यक्रमको कार्यसम्पादन र विश्वसनीयता ब्याट्री युनिटको तापक्रम र भोल्टेजद्वारा नियन्त्रित हुन्छ। कम तापक्रममा, रासायनिक प्रतिक्रिया ढिलो हुन्छ, जसले गर्दा ब्याट्री युनिटको भोल्टेज कम हुन्छ, र प्रतिक्रिया गति लिथियम नभएसम्म बढ्छ जब तापक्रम बढ्छ, प्रतिक्रिया गति लिथियम नभएसम्म बढ्छ। आयन युनिट क्र्यास हुन थाल्छ, जब तापक्रम नाघ्छ। 100°जब C, इलेक्ट्रोलाइटले विश्लेषण गर्न थाल्छ, डिजाइनमा ब्याट्री सेलहरूको दबाब निम्त्याउन सक्ने ग्यासको रिलीज, उच्च तापक्रममा, लिथियम आयन ब्याट्री युनिटले थर्मल नियन्त्रण बाहिरको अवस्थामा अक्साइड विश्लेषणको कारणले अक्सिजन छोड्न सक्छ, जसले गर्दा तापक्रममा थप तीव्र वृद्धि हुन्छ।

त्यसकारण, लिथियम आयन ब्याट्री कायम राख्नको लागि उत्तम सञ्चालन अवस्थाहरू ब्याट्री व्यवस्थापन प्रणालीको प्रमुख आवश्यकता हो। नियन्त्रण र व्यवस्थापन प्रणाली डिजाइन गर्दा महत्वपूर्ण चुनौती भनेको कारमा लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको स्थिति निगरानी गर्न भरपर्दो डेटा प्राप्ति र विघटन सुनिश्चित गर्नु हो। र यो लिथियम आयन ब्याट्रीको विशेषता समस्या हो।

ChevyVolt इलेक्ट्रिक गाडीमा, ब्याट्री प्याकमा २८८ प्रिज्म-आकारको लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू हुन्छन्, जुन ९६ ब्याट्री प्याकहरूमा विभाजित हुन्छन्, र ३८६.६V DC प्रणाली भोल्टेजहरू आपूर्ति गर्छन्, जसले तापक्रम सेन्सर र शीतलन एकाइहरूसँग संयोजनमा चार मुख्य ब्याट्रीहरू बनाउँछ। मोड्युल, प्रत्येक ब्याट्री समूहमा जडान गरिएको भोल्टेज सेन्सिङ लाइन प्रत्येक ब्याट्री मोड्युलमा जोडिएको छ, र टर्मिनललाई समाधान गरिएको छ र प्रत्येक ब्याट्री मोड्युल माथिको ब्याट्री इन्टरफेस मोड्युलमा भोल्टेज सेन्सिङ बीम संयुक्त कनेक्टर, ४ रङ प्रयोग गरेर जडान गरिएको छ।

संकेत गरिएको ब्याट्री इन्टरफेस मोड्युलले ब्याट्री प्याकको विभिन्न स्थानहरूमा काम गर्छ, क्रमशः ४ मोड्युल DC भोल्टेज अफसेटहरूको कम, तटस्थीकरण उच्च भोल्टेज दायरासँग मेल खान्छ। ब्याट्री इन्टरफेस मोड्युलद्वारा आपूर्ति गरिएको डेटा ब्याट्री ऊर्जा नियन्त्रण मोड्युलमा पठाइनेछ, त्यसपछि सवारी साधन निदान प्राथमिक नियन्त्रकको रूपमा हाइब्रिड नियन्त्रण मोड्युलमा गल्ती स्थिति, अवस्था र निदान जानकारी आपूर्ति गरिनेछ, जुनसुकै समयमा, सम्पूर्ण प्रणालीले ५,००० भन्दा बढी प्रणाली निदानहरू चलाउनेछ, ८५% निदानले ब्याट्री प्याकको सुरक्षामा केन्द्रित हुन्छ, अन्य लक्षित ब्याट्रीको प्रदर्शन र जीवन नियन्त्रण जस्ता। ChevyVolt इलेक्ट्रिक सवारी साधनहरूमा प्रयोग हुने ब्याट्री इन्टरफेस नियन्त्रण मोड्युलमा बहु-तह सर्किट बोर्ड ब्याट्री कार्यसम्पादन विघटन सुरु हुन्छ, कृपया चित्र हेर्नुहोस्।

१, विशेष गरी उच्च सिग्नल अखण्डताको सामना गर्दै, ट्रेस लेआउट प्रविधि प्रयोग गरेर चार-तह डिजाइन सर्किट बोर्ड प्रयोग गर्दै, आइसोलेसन चुनौतीपूर्ण वातावरणमा सिग्नल अखण्डता सुनिश्चित गर्न मद्दत गर्न प्रविधि र ग्राउन्ड प्लेनहरूको संयोजन, जहाँ माथिल्लो तहमा अप्टिकल आइसोलेटरहरू, ग्राउन्ड प्लेनहरू, र बहु-प्वालहरू सहित सिग्नल ट्रेसहरू सहित धेरैजसो शून्य घटकहरू हुन्छन्, तल्लो तहको आपूर्ति मार्ग दोस्रो तहसँग आपूर्ति गरिन्छ, र पावर आपूर्ति र ग्राउन्ड प्लेन सर्किट बोर्डको उच्च भोल्टेज क्षेत्र मुनि वितरित गरिन्छ, र तेस्रो तहमा यी क्षेत्रहरू मुनि सिग्नल लाइन हुन्छ, छापिएको सर्किट बोर्डको अर्को छेउ, त्यो हो चौथो तह ग्राउन्ड प्लेन र सिग्नल ट्रेसको रूपमा छ र केही अतिरिक्त शून्य घटकहरू समावेश गर्दछ। चित्र १: ChevyVolt इलेक्ट्रिक गाडीमा रहेका चारवटा ब्याट्री इन्टरफेस नियन्त्रण मोड्युल सर्किट बोर्डहरू मध्ये प्रत्येकमा धेरै इन्डक्सन सर्किटहरू र CAN कम्युनिकेसन सर्किटहरू हुन्छन्, र कम्युनिकेसन सबसिस्टमको फोटोकप्लर किनारहरूलाई अलग गर्दछ। सिग्नल आइसोलेसन विद्युतीय सवारी साधनको प्रयोगमा, सञ्चार र नियन्त्रण सवारी साधनको एक क्रिम हो, जस्तै ChevyVolt, धेरै नेटवर्क आइसोलेसन प्रयोग गरेर र स्वतन्त्र उपप्रणालीको सुरक्षा गर्दै, स्वतन्त्र लिथियम आयन ब्याट्री समूहहरू व्यवस्थापन गर्न जटिल एल्गोरिथ्म प्रयोग गरेर र विशेष ब्याट्री इन्टरफेस नियन्त्रण मोड्युलको निगरानी गर्दै प्रत्येक प्रेरित उपप्रणालीमा ब्याट्री प्याक, तर समग्र ब्याट्री व्यवस्थापनको रूपमा प्रमुख डेटा नियन्त्रक स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क (CAN, ControlraneNetWork बस सिग्नल इन्टरफेस र उच्च भोल्टेज गल्ती संकेत) मा निहित हुन्छ, जबकि प्रणाली सुरक्षा र विश्वसनीयताले CAN बस नेटवर्क र उच्च भोल्टेज सेन्सिङ सर्किटको सुरक्षा अलगावलाई पनि रिलिभ गर्दछ, यद्यपि अलगाव विभिन्न विधिहरू र शून्य घटकहरू प्रयोग गरेर लागू गर्न सकिन्छ, तर माग गर्ने वातावरण र धेरै सुरक्षा नियमहरूले अप्टोइलेक्ट्रोनिक कप्लरलाई यस प्रकारको मनपर्ने प्रयोग हुन आवश्यक छ।

विधि। फोटोकप्लरले उच्च गुणांक ध्वनि दमन क्षमताहरू प्रदान गर्दछ, र अटोमोटिभमा EMC र EMI जस्ता मौलिक रूपमा उच्च विद्युतीय ध्वनि वृद्धिहरू हुन्, साथै, यस प्रकारको उपकरण आपूर्तिको उचाइ अलगाव दीर्घकालीन सामना गर्ने ब्याट्री प्याक DC भोल्टेज दबाबसँग सम्बन्धित छ। र प्रोबमा द्रुत उच्च भोल्टेज क्षणिक परिवर्तन, चार्जिङ जडान, र हटाउने, र DC-DC रूपान्तरण महत्त्वपूर्ण छ।

यो प्रमुख शून्य कम्पोनेन्ट चयन गर्दा, कारको आलोचना गरिएका आवश्यकताहरूमा उपयुक्त प्याकेज र अपरेटिङ भोल्टेज विशिष्टताहरू समावेश छन्, यद्यपि गति, डेटा दर र पावर खपत जस्ता कार्यसम्पादन विशिष्टताहरू अझै पनि कडा छन्, तर द्रुत स्विच र उच्च वर्तमान परिवर्तनको लागि EMI लाई विचार गरिन्छ। अल्ट्रा-हाई-स्पीड उपकरणहरूको माग प्रतिबन्धित हुनेछ, जसले गर्दा कम्प्रेसन वेभ दर र प्रतिबन्ध EMI प्रदर्शन समायोजनको लागि उच्च लचिलोपन आवश्यकताहरू सुधार गर्न मोडिनेछ। कार प्रयोग वातावरणको कडा आवश्यकताहरू पूरा गर्न, AVAGO ले ब्याट्री प्याकको भोल्टेज इन्डक्सनमा प्रयोग गर्न सकिने फोटोकपलर उत्पादनहरूको धेरै श्रृंखलाहरू आपूर्ति गर्दछ, जसले डेटा सञ्चार इन्टरफेस र अन्य सुरक्षा अलगाव ल्याउँछ, तालिका १ कार प्रयोगको लागि विभिन्न अप्टोकपलर उत्पादनहरूसँग मिल्दोजुल्दो आपूर्ति। तालिका १: अटोमोटिभ फोटोकप्लर उदाहरणहरूको लागि उपयुक्त विभिन्न फोटोकप्लरहरू, AVAGO को ACPL-M43T फोटोकप्लरले अलग गर्न ब्याट्री इन्टरफेस नियन्त्रण मोड्युल सर्किट बोर्ड आपूर्ति गर्दछ, Avagor2Coupler श्रृंखलाको सदस्यको रूपमा, ACPL-M43T एक कम्प्याक्ट 5-पिन SO-5JEDEC प्याकेज हो, जुन सतह-माउन्ट गरिएको एकल-च्यानल डिजिटल अप्टोकप्लरको लागि उपयुक्त छ।

इन्सुलेशन क्षमताहरूलाई सुदृढ पार्नुको साथै, अभागोको R2Coupler उत्पादनहरूले चित्र २ मा देखाइए अनुसार प्रमुख कार्यात्मक जडानहरू बढाउन डबल-लाइन प्रयोग गर्छन्। थप रूपमा, सिलिङ फोटोकपलरले बलियो विश्वसनीयता र फराकिलो सञ्चालन तापमान दायरा प्रदर्शन गर्दछ, जुन उपभोक्ता ग्रेड एलईडी प्रयोग गर्ने फोटोकपलर उत्पादन भन्दा धेरै बढी छ। अटोमोटिभ प्रयोगको लागि विशेष रूपमा डिजाइन गरिएको, AVAGO का उत्पादनहरूले ISO / TS16949 गुणस्तर प्रणालीद्वारा निर्मित कार स्तरको LED हरू प्रयोग गर्छन्, र AEC-Q100 विशिष्टताहरूको पालना गर्छन्।

चित्र २: अभागोले ACPL-M43T फोटोकन्डेन्सर उत्पादनहरूसँग दुई-तार प्रबलित कुञ्जी प्रकार्य जडान प्रयोग गर्दछ। (चित्रमा हाइलाइटहरू) यो उपकरण विद्युतीय सवारी साधनको ब्याट्री प्याक आवश्यकताहरूको लागि आदर्श हो। आपूर्तिमा ५६७V निरन्तर काम गर्ने भोल्टेज, ६०००V अधिकतम क्षणिक ओभरभोल्टेज, ५ मिमी क्रिपेज दूरी र ५ ​​मिमी विद्युतीय क्लियरेन्स, आदि समावेश छन्।

, जब १०mA करेन्टमा इनपुट हुन्छ, ३० kV/s सामान्य-मोड तात्कालिक गडबडी भएको तार्किक उच्च वा निम्न स्तरको आउटपुट होस्, यसले CAN प्रसारण लाइन नेटवर्कमा अन्य कार प्रणालीहरूमा परिवर्तन हुने सम्भावना कम गर्न सक्छ।