Si të përdorni fotobashkues për të izoluar tensionet e larta për të përmirësuar sigurinë e paketave të baterive litium-jon të automjeteve elektrike

Author: Iflowpower - Fornitur Portable Power Station

Aktualisht, në përdorimin e automjeteve tërësisht elektrike ose hibride, menaxhimi i paketave të baterive litium-jon të tensionit të lartë përballet me shumë sfida, përveç cikleve të mos monitorimit dhe karikimit dhe shkarkimit, bazuar në konsideratat e sigurisë, është e nevojshme të izolohen paketat e baterive nga sigurimi i qindra tensioneve. Ky punim diskuton posaçërisht nevojat e monitorimit të baterisë së litium-jonit dhe diskuton komponentët arkitekturorë dhe zero të përdorur nga sistemet e monitorimit të baterive, sistemet e komunikimit dixhital dhe ndërfaqet e izolimit. Në sistemin e menaxhimit, bordi i monitorimit të baterisë përdor dy nënsisteme kyçe për të monitoruar në mënyrë të besueshme statusin e baterisë dhe për të furnizuar me rezultate dixhitale sistemin kryesor të kontrollit të operuar nga sistemi i kontrollit, në mënyrë që të ndajë këto nënsisteme, në qarqet dhe bordet e induksionit të baterisë me tension të lartë.

Karakteristikat e baterisë së litium-jonit nuk përputhen me sistemin kompleks elektronik të automjeteve elektrike në kërkesat e performancës, sigurisë dhe besueshmërisë dhe kjo pikë drejtpërsëdrejti nga karakteristikat e baterisë së joneve të litiumit, materiali i litiumit shkarkohet, materiali i litiumit zakonisht jonizohet në anodën e grafitit, atëherë këto Joni i litiumit lëvizet nga elektroliti nga elektroliti, dhe rikarikohet në programin e elektrolitit, dhe e kundërta për të arritur te Jonet e litiumit kthehen nga katoda përmes ndarësit. Performanca dhe besueshmëria e këtij programi të reaksionit kimik kontrollohet nga temperatura dhe voltazhi i njësisë së baterisë. Në një temperaturë më të ulët, reaksioni kimik është i ngadalshëm, kështu që tensioni i njësisë së baterisë është i ulët dhe shpejtësia e reagimit rritet deri në litium me rritjen e temperaturës, shpejtësia e reagimit rritet deri në litium Njësia e joneve fillon të përplaset, kur temperatura tejkalon 100°Kur C, elektroliti fillon të analizojë, lirimin e gazit që mund të shkaktojë presionin e qelizave të baterisë në dizajn, në një temperaturë të lartë, njësia e baterisë me jon litium mund të lëshojë oksigjen për shkak të analizës së oksidit përballë termike jashtë kontrollit, rritje e mëtejshme e përshpejtuar e temperaturës.

Prandaj, kushtet më të mira të funksionimit për mirëmbajtjen e baterisë së joneve të litiumit janë një kërkesë kryesore e sistemit të menaxhimit të baterisë. Sfida kritike gjatë dizajnimit të sistemeve të kontrollit dhe menaxhimit është sigurimi i marrjes dhe dekompozimit të besueshëm të të dhënave për të monitoruar statusin e baterive litium-jon në makinë. Dhe ky është problemi karakteristik i vetë baterisë me jon litium.

Në automjetin elektrik ChevyVolt, paketa e baterive përmban 288 bateri litium-jon në formë prizmi, të ndara në 96 paketa baterish dhe furnizon me tensione të sistemit 386,6 V DC, të cilat formojnë katër bateri kryesore në lidhje me sensorët e temperaturës dhe njësitë ftohëse. Moduli, linja e sensorit të tensionit e lidhur me secilin grup baterie lidhet me secilin modul baterie, dhe terminali zgjidhet dhe lidhet me modulin e ndërfaqes së baterisë mbi çdo modul baterie përmes lidhësit të kombinuar të rrezes së sensorit të tensionit, 4 duke përdorur ngjyrën.

Moduli i treguar i ndërfaqes së baterisë funksionon në pozicione të ndryshme të paketës së baterisë, përkatësisht korrespondon me diapazonin e ulët të tensionit të lartë neutralizues të kompensimeve të tensionit DC me 4 module. Të dhënat e ofruara nga moduli i ndërfaqes së baterisë do të dërgohen në modulin e kontrollit të energjisë së baterisë, më pas do t&39;i jepen situatës së defektit, gjendjes dhe informacionit diagnostik në një modul kontrolli hibrid si një kontrollues parësor diagnostikues i automjetit. Zbërthimi i performancës së baterisë së bordit të qarkut me shumë shtresa fillon në modulin e kontrollit të ndërfaqes së baterisë që përdoret në automjetet elektrike ChevyVolt, ju lutemi referojuni FIG.

1, veçanërisht duke u përballur me integritet të lartë të sinjalit, duke përdorur një tabelë qarku të projektuar me katër shtresa duke përdorur një teknologji të paraqitjes së gjurmës, izolim Kombinimi i teknikave dhe planeve tokësore për të ndihmuar në sigurimin e integritetit të sinjalit në mjedisin sfidues, ku shtresa më e lartë përmban shumicën e komponentëve zero, duke përfshirë izoluesit optikë, plane tokësore me gjurmë të shumta të shtegut, dhe shtresa të shumta të furnizimit me gjurmë sinjali. shtresa e dytë, dhe furnizimi me energji elektrike dhe rrafshi i tokës shpërndahen nën zonën e tensionit të lartë të tabelës së qarkut, dhe shtresa e tretë përmban linjën e sinjalit poshtë këtyre zonave, anën tjetër të tabelës së qarkut të printuar, domethënë Shtresa e katërt është si një plan tokësor dhe gjurmë sinjali dhe përmban disa përbërës shtesë zero. Figura 1: Secila nga katër bordet e qarkut të modulit të kontrollit të ndërfaqes së baterisë në automjetin elektrik ChevyVolt përmban një mori qarqesh induksioni dhe qarqe komunikimi CAN dhe izolon skajet e fotobashkuesit të nënsistemit të komunikimit. Izolimi i sinjalit Në përdorimin e automjeteve elektrike, komunikimi dhe kontrolli është një shtrëngim i automjetit, si ChevyVolt, duke përdorur izolimin e rrjetit të shumëfishtë dhe mbrojtjen e nënsistemit të pavarur, duke përdorur algoritëm kompleks për të menaxhuar grupet e pavarura të baterive të joneve litium dhe monitorimin e modulit special të kontrollit të ndërfaqes së baterisë. Ndërfaqja e sinjalit të autobusit ControlraneNetWork dhe një sinjal gabimi i tensionit të lartë, ndërsa siguria dhe besueshmëria e sistemit gjithashtu liron izolimin e sigurisë së rrjetit të autobusit CAN dhe qarkut të sensorit të tensionit të lartë, megjithëse izolimi mund të zbatohet duke përdorur një sërë metodash dhe komponentë zero, por mjedisi kërkues dhe rregulloret e shumta të sigurisë kërkojnë që përdorimi i këtij lloji optoelec të jetë më i mirë.

Metoda. Fotobashkuesi ofron aftësi për shtypjen e zhurmës me koeficient të lartë dhe është në thelb përmirësime të zhurmës së lartë elektrike si EMC dhe EMI në automobil, përveç kësaj, izolimi në lartësi i këtij lloji të furnizimit të pajisjes lidhet me presionin afatgjatë të tensionit DC të paketës së baterisë. Dhe ndryshimi i shpejtë kalimtar i tensionit të lartë në sondë, lidhjen e karikimit dhe heqjen, dhe konvertimin DC-DC është kritik për të.

Kur zgjidhni këtë komponent kyç zero, kërkesat e kritikuara të makinës përfshijnë specifikimet e përshtatshme të paketës dhe tensionit të funksionimit, megjithëse specifikimet e performancës si shpejtësia, shkalla e të dhënave dhe konsumi i energjisë janë ende të ngushta, por EMI konsiderohet për ndërrimin e shpejtë dhe ndryshimin e rrymës së lartë. Kërkesa për pajisje me shpejtësi ultra të lartë do të kufizohet, duke u kthyer kështu në përmirësimin e kërkesave më të larta të fleksibilitetit për rregullimin e shkallës së kufizimit të performancës waMI. Për të përmbushur kërkesat strikte të mjedisit të përdorimit të makinës, AVAGO furnizon seri të shumta produktesh fotoçiftuese, të cilat mund të përdoren në induksionin e tensionit të paketës së baterisë, e cila sjell ndërfaqen e komunikimit të të dhënave dhe izolimin tjetër të sigurisë, Tabelën 1 Furnizimi në përputhje me produkte të ndryshme Optocoupler për përdorimin e makinave. Tabela 1: Fotopërçues të ndryshëm të përshtatshëm për shembuj fotobashkues automobilistik, fotobashkuesi ACPL-M43T i AVAGO-s furnizon tabelën e qarkut të modulit të kontrollit të ndërfaqes së baterisë për t&39;u ndarë, si një anëtar i serisë Avagor2Coupler, ACPL-M43T është një paketë kompakte me 5 pin SO-5JEDEC optike SO-5JEDEC, e përshtatshme për një paketë optike me një sipërfaqë.

Përveç forcimit të aftësive izoluese, produktet R2Coupler të Avago përdorin linjë të dyfishtë për të përmirësuar lidhjet kryesore funksionale, siç tregohet në Figurën 2. Për më tepër, fotobashkuesi mbyllës shfaq besueshmëri më të fortë dhe diapazon më të gjerë të temperaturës së funksionimit, i cili e tejkalon shumë produktin e fotobashkues duke përdorur LED të klasës së konsumatorit. Të krijuara posaçërisht për përdorim në automobila, produktet e AVAGO përdorin LED të nivelit të makinës, të prodhuara nga sistemi i cilësisë ISO / TS16949 dhe janë në përputhje me specifikimet AEC-Q100.

Figura 2: Avago përdor lidhjen e funksionit të çelësit të përforcuar me dy tela me produktet e fotokondensorit ACPL-M43T. (Theksimet në figurë) Kjo pajisje është ideale për kërkesat e paketës së baterive të automjeteve elektrike. Furnizimi përfshin tensionin e vazhdueshëm të punës 567V, mbitensionin kalimtar maksimal 6000V, distancën e zvarritjes 5mm dhe hapësirën elektrike 5mm, etj.

, kur 10 mA futet në rrymë, pavarësisht nëse ka një dalje logjike të nivelit të lartë ose të ulët që ka shqetësim të menjëhershëm në modalitetin e zakonshëm 30 kV/s, mund të zvogëlojë mundësinë e ndryshimeve në sistemet e tjera të makinave në rrjetin e linjës së transmetimit CAN.