Greindur tengibox með spennu- og straumsamstillingu í rafbílum

Greindur tengibox með spennu- og straumsamstillingu í rafbílum

Eftir því sem rafknúin farartæki (EVs) verða vinsælli er áskorun bílaframleiðenda að fjarlægja „drægðarkvíða“ ökumanna á sama tíma og gera bílinn hagkvæmari.Þetta þýðir að gera rafhlöðupakkana lægri kostnað með meiri orkuþéttleika.Hver einasta wattstund sem er geymd og sótt úr frumunum er mikilvæg til að lengja aksturssviðið.

Mikilvægt er að hafa nákvæmar mælingar á spennu, hitastigi og straumi til að ná hæsta mati á hleðsluástandi eða heilsufari hverrar frumu í kerfinu.

Meginhlutverk rafhlöðustjórnunarkerfis (BMS) er að fylgjast með frumuspennu, pakkaspennu og pakkastraumi.Mynd 1a sýnir rafhlöðupakka í græna kassanum með mörgum hólfum staflað.Í frumueftirlitseiningunni eru frumuvöktanir sem athuga spennu og hitastig frumanna.
Kostir greindar BJB:

Fjarlægir víra og snúrubúnað.
Bætir spennu- og straummælingar með minni hávaða.
Einfaldar vél- og hugbúnaðarþróun.Vegna þess að Texas Instruments (TI) pakkaskjár og frumuskjáir koma úr sömu fjölskyldu tækja, eru arkitektúr þeirra og skráarkort öll mjög svipuð.
Gerir kerfisframleiðendum kleift að samstilla pakkaspennu og straummælingar.Litlar samstillingartafir auka áætlanir um hleðsluástand.
Spennu-, hita- og straummæling
Spenna: Spennan er mæld með niðurskiptum viðnámsstrengjum.Þessar mælingar athuga hvort rafrænir rofar séu opnir eða lokaðir.
Hitastig: Hitastigsmælingarnar fylgjast með hitastigi shunt viðnámsins svo að MCU geti beitt bætur, sem og hitastig tengiliða til að tryggja að þeir séu ekki stressaðir
Núverandi: Núverandi mælingar eru byggðar á:
A shunt viðnám.Vegna þess að straumar í rafbíl geta farið upp í þúsundir ampera, eru þessir shuntviðnám afar lítil – á bilinu 25 µOhms til 50 µOhms.
Hall-effekt skynjari.Kraftsvið þess er venjulega takmarkað, þannig að stundum eru margir skynjarar í kerfinu til að mæla allt svið.Hall-effekt skynjarar eru í eðli sínu viðkvæmir fyrir rafsegultruflunum.Þú getur hins vegar sett þessa skynjara hvar sem er í kerfinu og þeir veita í eðli sínu einangraða mælingu.
Samstilling spennu og straums

Samstilling spennu og straums er töfin sem er til staðar til að taka sýnishorn af spennu og straumi milli pakkaskjásins og frumuskjásins.Þessar mælingar eru aðallega notaðar til að reikna út hleðsluástand og heilsufar með raf-viðnám litrófsgreiningu.Að reikna út viðnám frumunnar með því að mæla spennu, straum og afl yfir frumuna gerir BMS kleift að fylgjast með samstundis afli bílsins.

Frumspennan, pakkspennan og pakkstraumurinn verða að vera tímasamstilltur til að veita sem nákvæmasta afl- og viðnámsmat.Að taka sýni innan ákveðins tímabils er kallað samstillingarbil.Því minna sem samstillingarbilið er, því nákvæmara er aflmatið eða viðnámsmatið.Villa ósamstilltra gagna er hlutfallsleg.Því nákvæmara sem mat á hleðsluástandi er, því fleiri kílómetrafjölda fá ökumenn.

Samstillingarkröfur

Næsta kynslóð BMS mun þurfa samstilltar spennu- og straummælingar á innan við 1 ms, en það eru áskoranir við að uppfylla þessa kröfu:

Allir frumuskjáir og pakkaskjáir hafa mismunandi klukkugjafa;þess vegna eru sýnin sem aflað er ekki í eðli sínu samstillt.
Hver frumuskjár gæti mælt frá sex til 18 frumum;Gögn hverrar frumu eru 16 bitar að lengd.Það er mikið af gögnum sem þarf að senda í gegnum daisy-chain tengi, sem gæti neytt tímaáætlunar sem leyft er fyrir spennu og straumsamstillingu.
Sérhver sía eins og spennusía eða straumsía hefur áhrif á merkjaleiðina, sem stuðlar að tafir á spennu og straumsamstillingu.
BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 og BQ79612-Q1 rafhlöðuskjáir TI geta viðhaldið tímasambandi með því að gefa út ADC byrjunarskipun á frumuskjáinn og pakkaskjáinn.Þessir TI rafhlöðuskjár styðja einnig seinkað ADC sýnatöku til að bæta upp útbreiðslu seinkun þegar ADC byrjunarskipunin er send niður í keðjuviðmótinu.

Niðurstaða

Hin mikla rafvæðingarviðleitni sem á sér stað í bílaiðnaðinum ýtir undir þörfina á að draga úr flækjustigum BMS með því að bæta rafeindatækni í tengiboxið, en auka öryggi kerfisins.Pakkskjár getur staðbundið mælt spennuna fyrir og eftir liða, strauminn í gegnum rafhlöðupakkann.Nákvæmnibæturnar í spennu- og straummælingum munu beinlínis leiða til bestu nýtingar rafhlöðunnar.

Árangursrík spennu- og straumsamstilling gerir nákvæma útreikninga á heilsufari, hleðsluástandi og rafviðnám litrófsgreiningu sem mun leiða til bestu nýtingar rafhlöðunnar til að lengja endingu hennar, auk þess að auka aksturssvið.