Paano gamitin ang photocoupler upang ihiwalay ang mga matataas na boltahe upang mapabuti ang kaligtasan ng mga lithium-ion na baterya pack ng mga de-koryenteng sasakyan

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

Sa kasalukuyan, sa paggamit ng mga all-electric o hybrid na sasakyan, ang pamamahala ng mataas na boltahe na lithium-ion na mga baterya pack ay nahaharap sa maraming hamon, bilang karagdagan sa hindi pagsubaybay at pag-charge at pagdiskarga ng mga cycle, batay sa mga pagsasaalang-alang sa kaligtasan, kinakailangan na ihiwalay ang mga pack ng baterya mula sa pagbibigay ng daan-daang boltahe. Espesyal na tinatalakay ng papel na ito ang mga pangangailangan sa pagsubaybay ng baterya ng lithium ion, at tinatalakay ang mga arkitektura at zero na bahagi na ginagamit ng mga sistema ng pagsubaybay sa baterya, mga sistema ng digital na komunikasyon, at mga interface ng paghihiwalay. Sa sistema ng pamamahala, ang battery monitoring board ay gumagamit ng dalawang pangunahing subsystem upang mapagkakatiwalaan na masubaybayan ang katayuan ng baterya at magbigay ng mga digital na resulta sa pangunahing control system na pinapatakbo ng control system, upang paghiwalayin ang mga subsystem na ito, sa mataas na boltahe na mga circuit at board ng induction ng baterya Ang aparato ng komunikasyon ay gumagamit ng optical isolation signal interface upang matiyak na ang mataas na boltahe ay hindi makakaapekto sa digital subsystem.

Ang mga katangian ng baterya ng Lithium-ion ay hindi tumutugma sa kumplikadong elektronikong sistema ng mga de-koryenteng sasakyan sa mga kinakailangan sa pagganap, kaligtasan, at pagiging maaasahan at ang puntong ito ay diretso mula sa mga katangian ng baterya ng lithium ion, ang materyal ng lithium ay pinalabas, ang materyal ng lithium ay karaniwang ionized sa graphite anode, pagkatapos ay ang mga ito Ang lithium ion ay inililipat ng electrolyte sa pamamagitan ng electrolyte upang maabot ang katod, at ang proseso ng pag-reverse ng lithium ay dinadala sa buong proseso ng pag-charge. katod sa pamamagitan ng separator. Ang pagganap at pagiging maaasahan ng programa ng reaksyong kemikal na ito ay kinokontrol ng temperatura at boltahe ng yunit ng baterya. Sa isang mas mababang temperatura, ang reaksyon ng kemikal ay mabagal, upang ang boltahe ng yunit ng baterya ay mababa, at ang bilis ng reaksyon ay tumataas hanggang sa lithium habang tumataas ang temperatura, ang bilis ng reaksyon ay tumataas hanggang sa lithium Nagsisimulang bumagsak ang yunit ng ion, kapag lumampas ang temperatura. 100°Kapag C, ang electrolyte ay nagsimulang mag-analisa, ang pagpapalabas ng gas na maaaring maging sanhi ng presyon ng mga cell ng baterya sa disenyo, sa isang mataas na temperatura, ang lithium ion na yunit ng baterya ay maaaring maglabas ng oxygen dahil sa pagtatasa ng oksido sa harap ng thermal sa labas ng kontrol, karagdagang Pinabilis na pagtaas ng temperatura.

Samakatuwid, ang pinakamahusay na mga kondisyon sa pagpapatakbo para sa pagpapanatili ng baterya ng lithium ion ay isang pangunahing kinakailangan ng sistema ng pamamahala ng baterya. Ang kritikal na hamon kapag nagdidisenyo ng mga sistema ng kontrol at pamamahala ay upang matiyak ang maaasahang pagkuha ng data at pagkabulok upang masubaybayan ang katayuan ng mga baterya ng lithium-ion sa kotse. At ito ang katangiang problema ng lithium ion na baterya mismo.

Sa ChevyVolt electric vehicle, ang battery pack ay naglalaman ng 288 na hugis-prism na lithium-ion na mga baterya, na nahahati sa 96 na mga pack ng baterya, at nagbibigay ng 386.6V DC system voltages, na bumubuo ng apat na pangunahing baterya kasabay ng mga sensor ng temperatura at mga cooling unit. Module, ang linya ng sensing ng boltahe na konektado sa bawat grupo ng baterya ay konektado sa bawat module ng baterya, at ang terminal ay nalutas at nakakonekta sa module ng interface ng baterya sa itaas ng bawat module ng baterya sa pamamagitan ng pinagsamang connector ng boltahe sensing beam, 4 gamit ang kulay.

Ang ipinahiwatig na module ng interface ng baterya ay gumagana sa iba&39;t ibang mga posisyon ng pack ng baterya, ayon sa pagkakabanggit ay tumutugma sa mababa, neutralisasyon na hanay ng mataas na boltahe ng 4 na mga module na mga offset ng DC boltahe. Ang data na ibinibigay ng battery interface module ay ipapadala sa battery energy control module, pagkatapos ay ibibigay ang fault situation, state, at diagnostic information sa isang hybrid control module bilang diagnostic primary controller ng sasakyan, anumang oras, ang buong system ay tatakbo ng higit sa 5,000 system diagnostics, 85% diagnostic ay nakatutok sa seguridad ng battery pack, bukod pa sa performance at life control ng target na baterya. Ang multilayer circuit board na pagkabulok ng performance ng baterya ay nagsisimula sa battery interface control module na ginagamit sa ChevyVolt electric vehicles, mangyaring sumangguni sa FIG.

1, partikular na nakaharap sa mataas na integridad ng signal, gamit ang four-layer design circuit board gamit ang trace layout technology, isolation Ang kumbinasyon ng mga technique at ground plane para tumulong sa pagtiyak na ang integridad ng signal sa mapaghamong kapaligiran, kung saan ang pinakamataas na layer ay naglalaman ng karamihan sa mga zero na bahagi, kabilang ang mga optical isolator, ground plane, at signal traces na may maramihang mga butas sa lupa, Ang supply path at supply ng layer ay nasa ibabang bahagi ng ground na butas. ipinamamahagi sa ibaba ng mataas na boltahe na zone ng circuit board, at ang ikatlong layer ay naglalaman ng linya ng signal sa ibaba ng mga lugar na ito, ang kabilang panig ng naka-print na circuit board, iyon ay Ang ika-apat na layer ay bilang isang ground plane at signal trace at naglalaman ng ilang dagdag na zero na bahagi. Figure 1: Ang bawat isa sa apat na battery interface control module circuit boards sa ChevyVolt electric vehicle ay naglalaman ng maramihang mga induction circuit at CAN communication circuits, at inihihiwalay ang mga photocoupler na gilid ng subsystem ng komunikasyon. Signal isolation Sa paggamit ng electric vehicle, ang komunikasyon at kontrol ay isang crimp ng sasakyan, gaya ng ChevyVolt, gamit ang maramihang network isolation at pagprotekta sa independent subsystem, gamit ang kumplikadong algorithm para pamahalaan ang mga independiyenteng lithium ion na mga grupo ng baterya at subaybayan ang espesyal na Battery Interface Control Module Ang battery pack sa bawat induced subsystem, ngunit ang pangunahing data bilang pangkalahatang pamamahala ng baterya ay nakapaloob sa controller, local area network at isang signal ng high-boltahe na network (CAN, ang signal ng high-voltage system. Ang seguridad At pagiging maaasahan ay naglalabas din ng kaligtasan ng paghihiwalay ng CAN bus network at ng mataas na boltahe na sensing circuit, kahit na ang paghihiwalay ay maaaring ipatupad gamit ang iba&39;t ibang mga pamamaraan at zero na bahagi, ngunit ang hinihingi na kapaligiran at maraming mga regulasyon sa kaligtasan ay nangangailangan ng optoelectronic coupler na maging ang ginustong paggamit ng ganitong uri.

Pamamaraan. Ang photocoupler ay nagbibigay ng mataas na coefficient noise suppression capabilities, at sa panimula ay mataas ang electrically noise enhancement gaya ng EMC at EMI sa automotive, bilang karagdagan, ang height isolation ng ganitong uri ng supply ng device ay nauugnay sa pangmatagalang nakaharap na battery pack DC voltage pressure. At ang mabilis na mataas na boltahe na lumilipas na pagbabago sa probe, pagsingil ng koneksyon, at pagtanggal, at DC-DC conversion ay kritikal sa.

Kapag pinipili ang key zero component na ito, ang mga pinupuna na kinakailangan ng kotse ay may kasamang angkop na package at operating boltahe na mga detalye, kahit na ang mga detalye ng pagganap tulad ng bilis, rate ng data at pagkonsumo ng kuryente ay mahigpit pa rin, ngunit ang EMI ay isinasaalang-alang para sa mabilis na switch at mataas na kasalukuyang pagbabago. Upang matugunan ang mahigpit na mga kinakailangan ng kapaligiran sa paggamit ng kotse, ang AVAGO ay nagbibigay ng maraming serye ng mga produktong photocoupleer, na maaaring magamit sa boltahe na induction ng battery pack, na nagdadala ng interface ng komunikasyon ng data at iba pang paghihiwalay ng kaligtasan, Talahanayan 1 Supply na naaayon sa iba&39;t ibang produkto ng Optocoupler para sa paggamit ng mga sasakyan. Talahanayan 1: Iba&39;t ibang photoconductors na angkop para sa mga halimbawa ng automotive photocoupler, ang ACPL-M43T photocoupler ng AVAGO ay nagbibigay ng battery interface control module circuit board na ihihiwalay, bilang miyembro ng Avagor2Coupler series, ang ACPL-M43T ay isang compact na 5-pin SO-5JEDEC na package, na angkop para sa surface-mounted single-channel na digital optocoupler.

Bilang karagdagan sa pagpapalakas ng mga kakayahan sa pagkakabukod, ang mga produkto ng R2Coupler ng Avago ay gumagamit ng double-line upang mapahusay ang mga pangunahing functional na koneksyon, tulad ng ipinapakita sa Figure 2. Bilang karagdagan, ang sealing photocoupler ay nagpapakita ng mas malakas na pagiging maaasahan at mas malawak na hanay ng temperatura ng pagpapatakbo, na lubhang lumalampas sa produktong photocoupleer gamit ang consumer grade LEDs. Espesyal na idinisenyo para sa paggamit ng sasakyan, ang mga produkto ng AVAGO ay gumagamit ng mga LED na antas ng kotse, na ginawa ng sistema ng kalidad ng ISO / TS16949, at sumusunod sa mga detalye ng AEC-Q100.

Figure 2: Gumagamit ang Avago ng two-wire reinforced key function na koneksyon sa mga produktong ACPL-M43T photocondensor. (Mga Highlight sa Figure) Ang device na ito ay perpekto para sa mga kinakailangan sa pack ng baterya ng de-kuryenteng sasakyan. Kasama sa supply ang 567V patuloy na gumaganang boltahe, 6000V maximum na transient overvoltage, 5MM creepage distance at 5mm electrical clearance, atbp.

, kapag 10mA ay input sa kasalukuyang, Kung mayroong isang logic mataas o mababang antas ng output na may 30 kV / s karaniwang-mode madalian gulo, maaari itong bawasan ang pagkakataon ng mga pagbabago sa iba pang mga sistema ng kotse sa CAN transmission line network.