Cum să utilizați fotocuplerul pentru a izola tensiunile înalte pentru a îmbunătăți siguranța pachetelor de baterii litiu-ion ale vehiculelor electrice

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

În prezent, în utilizarea vehiculelor complet electrice sau hibride, gestionarea pachetelor de baterii litiu-ion de înaltă tensiune se confruntă cu multe provocări, pe lângă ciclurile de nemonitorizare și încărcare și descărcare, pe baza considerentelor de siguranță, este necesară izolarea pachetelor de baterii de furnizarea a sute de tensiuni. Această lucrare discută în special nevoile de monitorizare ale bateriei litiu-ion și discută despre componentele arhitecturale și zero utilizate de sistemele de monitorizare a bateriei, sistemele de comunicații digitale și interfețele de izolare. În sistemul de management, placa de monitorizare a bateriei folosește două subsisteme cheie pentru a monitoriza în mod fiabil starea bateriei și pentru a furniza rezultate digitale sistemului principal de control operat de sistemul de control, pentru a separa aceste subsisteme, în circuite și plăci de inducție a bateriei de înaltă tensiune. Dispozitivul de comunicație utilizează o interfață de semnal de izolare optică pentru a se asigura că tensiunea înaltă nu afectează subsistemul digital.

Caracteristicile bateriei cu litiu-ion nu se potrivesc cu sistemul electronic complex al vehiculelor electrice în cerințele de performanță, siguranță și fiabilitate și acest punct direct din caracteristicile bateriei cu litiu-ion, materialul cu litiu este descărcat, materialul cu litiu este de obicei ionizat în anodul de grafit, apoi acestea Ionul de litiu este mutat de electrolit de către electrolit, pentru a ajunge la întregul proces de încărcare și inversează procesul de încărcare. ionii de litiu sunt aduși înapoi de catod prin separator. Performanța și fiabilitatea acestui program de reacție chimică sunt controlate de temperatura și tensiunea unității bateriei. La o temperatură mai scăzută, reacția chimică este lentă, astfel încât tensiunea unității bateriei este scăzută, iar viteza de reacție crește până la litiu pe măsură ce temperatura crește, viteza de reacție crește până la litiu Unitatea ionică începe să se prăbușească, când temperatura depășește 100°Când C, electrolitul începe să analizeze, eliberarea de gaz care poate provoca presiunea celulelor bateriei în proiectare, la o temperatură ridicată, unitatea bateriei cu ioni de litiu poate elibera oxigen din cauza analizei oxidului în fața scăderii termice a controlului, creșterea accelerată a temperaturii.

Prin urmare, cele mai bune condiții de funcționare pentru întreținerea bateriei litiu-ion sunt o cerință cheie a sistemului de management al bateriei. Provocarea critică la proiectarea sistemelor de control și management este asigurarea unei achiziții și descompunere fiabile a datelor pentru a monitoriza starea bateriilor litiu-ion din mașină. Și aceasta este problema caracteristică a bateriei litiu-ion în sine.

În vehiculul electric ChevyVolt, pachetul de baterii conține 288 de baterii litiu-ion în formă de prismă, împărțite în 96 de baterii și furnizează tensiuni de sistem de 386,6 V CC, care formează patru baterii principale împreună cu senzorii de temperatură și unitățile de răcire. Modul, linia de detectare a tensiunii conectată la fiecare grup de baterii este conectată la fiecare modul de baterie, iar terminalul este rezolvat și conectat la modulul de interfață a bateriei deasupra fiecărui modul de baterie prin conectorul combinat al fasciculului de detectare a tensiunii, 4 folosind culoarea.

Modulul de interfață a bateriei indicat funcționează în diferite poziții ale pachetului de baterii, respectiv corespunde domeniului de tensiune joasă, de neutralizare înaltă a 4 module decalaje de tensiune DC. Datele furnizate de modulul de interfață bateriei vor fi trimise la modulul de control al energiei bateriei, apoi vor furniza informații despre situația de defecțiune, starea și diagnosticarea unui modul de control hibrid ca controler principal de diagnosticare a vehiculului, în orice moment, întregul sistem va rula peste 5.000 de diagnostice ale sistemului, 85% diagnosticare se concentrează pe securitatea pachetului de baterii, altele precum performanța și controlul duratei de viață a bateriei țintă. Descompunerea performanței bateriei pe placa de circuite multistrat începe în modulul de control al interfeței bateriei utilizat la vehiculele electrice ChevyVolt, vă rugăm să consultați FIG.

1, care se confruntă în mod specific cu o integritate ridicată a semnalului, folosind o placă de circuit cu design cu patru straturi, folosind o tehnologie de aranjare a urmei, izolație Combinația de tehnici și planuri de masă pentru a ajuta la asigurarea integrității semnalului în mediul provocator, unde stratul superior conține majoritatea componentelor zero, inclusiv izolatori optici, planuri de masă și urme de semnal cu mai multe găuri de trecere, stratul de alimentare este al doilea strat de alimentare și de alimentare cu alimentare și stratul inferior. planul de masă este distribuit sub zona de înaltă tensiune a plăcii de circuit, iar al treilea strat conține linia de semnal sub aceste zone, cealaltă parte a plăcii de circuit imprimat, adică al patrulea strat este ca un plan de masă și urmă de semnal și conține câteva componente zero suplimentare. Figura 1: Fiecare dintre cele patru plăci de circuite pentru modulul de control al interfeței bateriei din vehiculul electric ChevyVolt conține o multitudine de circuite de inducție și circuite de comunicație CAN și izolează marginile fotocuplelor ale subsistemului de comunicații. Izolarea semnalului În utilizarea vehiculului electric, comunicarea și controlul sunt o criză a vehiculului, cum ar fi ChevyVolt, folosind izolarea rețelei multiple și protejarea subsistemului independent, folosind algoritm complex pentru a gestiona grupuri independente de baterii litiu-ion și pentru a monitoriza Modulul special de control al interfeței bateriei Pachetul de baterii din fiecare subsistem indus, dar datele cheie ca management general al bateriei sunt conținute în rețeaua locală de control, interfața locală și controlerul de înaltă tensiune. semnal, în timp ce securitatea sistemului Și fiabilitatea eliberează, de asemenea, izolarea de siguranță a rețelei de magistrală CAN și a circuitului de detectare a tensiunii înalte, deși izolarea poate fi implementată folosind o varietate de metode și componente zero, dar mediul exigent și reglementările multiple de siguranță necesită ca cuplajul optoelectronic să fie utilizarea preferată a acestui tip.

Metodă. Fotocuplerul furnizează capacități de suprimare a zgomotului cu coeficient ridicat și este, în principal, îmbunătățiri ale zgomotului electric, cum ar fi EMC și EMI în industria auto, în plus, izolarea înălțimii a acestui tip de alimentare a dispozitivului este legată de presiunea de tensiune DC a pachetului de baterii care se confruntă pe termen lung. Și schimbarea rapidă a tranzitorii de înaltă tensiune a sondei, conexiunea de încărcare și îndepărtarea și conversia DC-DC este esențială.

Atunci când selectați această componentă cheie zero, cerințele criticate ale mașinii includ specificații adecvate ale pachetului și ale tensiunii de operare, deși specificațiile de performanță precum viteza, rata de date și consumul de energie sunt încă strânse, dar EMI este luat în considerare pentru comutarea rapidă și schimbarea curentului mare. Pentru a îndeplini cerințele stricte ale mediului de utilizare a mașinii, AVAGO furnizează mai multe serii de produse fotocuplatoare, care pot fi utilizate pe inducția de tensiune a pachetului de baterii, care aduce interfața de comunicare de date și alte izolații de siguranță, Tabelul 1 Furnizare în conformitate cu diferite produse optocuple pentru utilizarea mașinilor. Tabel 1: Diferiți fotoconductori potriviți pentru exemple de fotocuple auto, fotocuplerul ACPL-M43T de la AVAGO furnizează placa de circuit al modulului de control al interfeței bateriei pentru a fi separată, ca membru al seriei Avagor2Coupler, ACPL-M43T este un pachet compact SO-5JEDEC cu 5 pini, potrivit pentru un singur cuplu digital montat la suprafață.

Pe lângă consolidarea capacităților de izolație, produsele Avago R2Coupler folosesc linia dublă pentru a îmbunătăți conexiunile funcționale cheie, așa cum se arată în Figura 2. În plus, fotocuplerul de etanșare prezintă o fiabilitate mai puternică și o gamă mai largă de temperatură de funcționare, ceea ce depășește cu mult produsul fotocupler folosind LED-uri de calitate pentru consumatori. Special concepute pentru uz auto, produsele AVAGO folosesc LED-uri la nivel de mașină, fabricate prin sistemul de calitate ISO / TS16949 și respectă specificațiile AEC-Q100.

Figura 2: Avago utilizează o conexiune a funcției cheie întărită cu două fire cu produsele fotocondensoare ACPL-M43T. (Evidențiate în figură) Acest dispozitiv este ideal pentru cerințele pachetului de baterii pentru vehicule electrice. Alimentarea include o tensiune de lucru continuă de 567 V, supratensiune tranzitorie maximă de 6000 V, distanță de fuga de 5 mm și spațiu electric de 5 mm etc.

, atunci când este introdus 10mA în curent, indiferent dacă există o ieșire logică de nivel înalt sau scăzut cu o perturbare instantanee în modul comun de 30 kV / s, poate reduce șansa de modificări în alte sisteme auto în rețeaua liniei de transmisie CAN.