Intelligente aansluitkas met spanning- en stroomsinchronisasie in EV's

Intelligente aansluitkas met spanning- en stroomsinchronisasie in EV's

Namate elektriese voertuie (EV's) gewilder word, is die uitdaging vir motorvervaardigers om bestuurders se "reeks-angs" te verwyder, terwyl die motor meer bekostigbaar word.Dit bring mee dat die batterypakke laer word met hoër energiedigthede.Elke enkele watt-uur wat uit die selle gestoor en herwin word, is van kritieke belang om die ryafstand uit te brei.

Om akkurate metings van spanning, temperatuur en stroom te hê, is uiters belangrik om die hoogste skatting van die toestand van lading of gesondheidstoestand van elke sel in die stelsel te bereik.

Die hooffunksie van 'n batterybestuurstelsel (BMS) is om selspannings, pakspannings en pakstroom te monitor.Figuur 1a toon 'n batterypak in die groen boks met veelvuldige selle gestapel.Die seltoesighouer sluit die selmonitors in wat die spanning en temperatuur van die selle nagaan.
Voordele van intelligente BJB:

Elimineer drade en bekabeling harnasse.
Verbeter spanning- en stroommetings met laer geraas.
Vereenvoudig hardeware- en sagteware-ontwikkeling.Omdat Texas Instruments (TI) pakmonitor en selmonitors uit dieselfde familie toestelle kom, is hul argitektuur en registerkaarte almal baie soortgelyk.
Stel stelselvervaardigers in staat om pakspanning en stroommetings te sinchroniseer.Klein sinchronisasie-vertragings verbeter die toestand-van-lading skattings.
Spanning, temperatuur en stroommeting
Spanning: Die spanning word gemeet met behulp van verdeelde weerstandstringe.Hierdie metings kontroleer of die elektroniese skakelaars oop of toe is.
Temperatuur: Die temperatuurmetings monitor die temperatuur van die shuntweerstand sodat die MCU kompensasie kan toepas, sowel as die temperatuur van die kontaktors om seker te maak dat hulle nie gestres word nie
Stroom: Die huidige metings is gebaseer op:
'n Shunt-weerstand.Omdat die strome in 'n EV tot duisende ampère kan styg, is hierdie shuntweerstande uiters klein – in die reeks van 25 µOhms tot 50 µOhms.
'n Hall-effek sensor.Die dinamiese omvang daarvan is tipies beperk, dus is daar soms veelvuldige sensors in die stelsel om die hele reeks te meet.Hall-effek sensors is inherent vatbaar vir elektromagnetiese interferensie.U kan hierdie sensors egter oral in die stelsel plaas, en hulle verskaf inherent 'n geïsoleerde meting.
Spanning- en stroomsinchronisasie

Spanning- en stroomsinchronisasie is die tydsvertraging wat bestaan ​​om die spanning en stroom tussen die pakmonitor en selmonitor te monster.Hierdie metings word hoofsaaklik gebruik vir die berekening van toestand van lading en toestand van gesondheid deur middel van elektro-impedansie spektroskopie.Deur die impedansie van die sel te bereken deur die spanning, stroom en drywing oor die sel te meet, stel die BMS in staat om die oombliklike krag van die motor te monitor.

Die selspanning, pakspanning en pakstroom moet tydgesinchroniseer word om die mees akkurate krag- en impedansieskattings te verskaf.Die neem van monsters binne 'n sekere tydsinterval word die sinchronisasie-interval genoem.Hoe kleiner die sinchronisasie-interval, hoe meer akkuraat is die kragskatting of die impedansieskatting.Die fout van nie-gesinchroniseerde data is proporsioneel.Hoe meer akkuraat die staat-van-lading skatting, hoe meer kilometers bestuurders kry.

Sinchronisasie vereistes

Volgende generasie BMS'e sal gesinchroniseerde spanning- en stroommetings in minder as 1 ms vereis, maar daar is die uitdagings om aan hierdie vereiste te voldoen:

Alle selmonitors en pakmonitors het verskillende klokbronne;daarom is die monsters wat verkry is nie inherent gesinchroniseer nie.
Elke selmonitor kan van ses tot 18 selle meet;elke sel se data is 16 bisse lank.Daar is baie data wat oor 'n daisy-chain-koppelvlak uitgesaai moet word, wat die tydsbegroting wat toegelaat word vir spanning en stroomsinchronisasie kan verbruik.
Enige filter soos 'n spanningsfilter of 'n stroomfilter beïnvloed die seinpad, wat bydra tot spanning- en stroomsinchronisasievertragings.
TI se BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 en BQ79612-Q1 batterymonitors kan 'n tydverhouding handhaaf deur 'n ADC-beginbevel aan die selmonitor en die pakmonitor uit te reik.Hierdie TI-batterymonitors ondersteun ook vertraagde ADC-steekproefneming om te kompenseer vir die voortplantingsvertraging wanneer die ADC-beginbevel langs die daisy-chain-koppelvlak gestuur word.

Afsluiting

Die massiewe elektrifiseringspogings wat in die motorbedryf plaasvind, dryf die behoefte aan om die kompleksiteit van BMS'e te verminder deur elektronika in die aansluitkas by te voeg, terwyl die stelselveiligheid verbeter word.'n Pakmonitor kan plaaslik die spannings voor en na die relais meet, die stroom deur die batterypak.Die akkuraatheidverbeterings in spanning en stroommetings sal direk lei tot optimale benutting van 'n battery.

Effektiewe spanning- en stroomsinchronisasie maak presiese toestand-van-gesondheid, toestand-van-lading en elektriese impedansie spektroskopie berekeninge wat sal lei tot optimale benutting van die battery om sy lewe te verleng, sowel as die verhoging van ry-reekse.