Kāpēc' t jaunais enerģijas transportlīdzekļa akumulators nevar precīzi parādīt atlikušo jaudu?
Strauji attīstoties elektriskajiem transportlīdzekļiem, patērētāji ir sākuši pievērst lielu uzmanību elektrisko transportlīdzekļu klāstam. Dažiem lietotājiem ir pat trauksme nobraukuma dēļ, baidoties no parādības, kas līdzīga mobilā tālruņa pēkšņai izslēgšanai, kad tā beidzas. Šodien sīki parunāsim par grūtībām un pārvarēšanas metodēm, kā precīzi izmērīt automašīnas akumulatora enerģiju.
Elektrisko transportlīdzekļu akumulatora līmeņa mērīšanas grūtības
Dissmann drošinātāju ražotājs, ar 20 gadu' pieredze, lai iegūtu vairāk informācijas. sazinieties ar mums pa e-pastu: anna@delfuse.com vai WhatsApp: +86 18813915908
Dissmann drošinātājus plaši izmanto elektriskajos transportlīdzekļos, hibrīda benzīna un degvielas elementu transportlīdzekļos un to galvenajās daļās (PACK / PDU / BDU / MSD / Electric / High pressure connector utt.), EV lādētājā / EV charing pāļu sistēmā / modulī paaudzes sistēma, 5G sakaru barošana, mākoņa servera barošana, enerģijas uzkrāšana, AGV (pārvietoties, lai nosūtītu bezpilota transportlīdzekļus), gleznainā apvidus tūristu automašīna, golfa automašīna, veselības aprūpe, pastaigas, aprīkojums un celtniecības tehnika, zemes apsildes sistēma, PV Saules kombinatora kaste, līdzstrāvas sprieguma barošanas vadība, rūpniecības iekārtas un aprīkojums un citas līdzstrāvas augstsprieguma pielietošanas lauku teritorijas.
Ļaujiet man vispirms runāt par grūtībām? Faktori, kas saistīti ar elektriskā transportlīdzekļa akumulatora jaudas precīzu mērīšanu, ir:
1. Elektrisko transportlīdzekļu enerģijas akumulatoru materiāli ir dažādi
Precizitāte ir svarīga elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru degvielas mērīšanas iezīme. Elektrisko transportlīdzekļu strāvas akumulatoru materiāli ir dažādi. Ieskaitot litija dzelzs fosfāta LiFePO4 akumulatoru (sarkana līkne), litija kobalta oksīda akumulatoru LiCoO2 akumulatoru (zila līkne) un jaunas ķīmisko materiālu baterijas, piemēram, trīselementu NMC akumulatoru (melna līkne). Viņiem ir atšķirīgas prasības akumulatora degvielas mērīšanai. Litija dzelzs fosfāta LiFePO4 akumulatoriem izlādes līkne ir plakana, un šūnu sprieguma mērīšanas precizitāte ir izšķiroša. Lai novērstu pārmērīgu uzlādēšanu un izlādi, akumulatora elementi jāsaglabā no 20% līdz 90% no pilnas jaudas. 85kWh akumulatorā jauda, ko var izmantot normālai braukšanai, ir tikai 60,9 kWh. Ja mērījumu kļūda ir 5%, lai turpinātu drošu akumulatora darbību, akumulatora jauda jāsaglabā no 25% līdz 85%. Kopējā izmantojamā jauda ir samazināta no 70% līdz 60%.
Elektriskā transportlīdzekļa enerģijas akumulatora drošais pieejamais jaudas diapazons
2. Elektrisko transportlīdzekļu lietošanas vide ir ārkārtīgi skarba
Elektriskie transportlīdzekļi var doties uz Mohu, lai ziemeļos piedzīvotu zemu temperatūru - mīnus 40 grādus, un rietumos uz Huoyan Mountain, lai piedzīvotu mīnus 50 grādu apdegumu. Tajā pašā laikā mitrums, mehāniskais spriegums un vairāk nekā 15 gadu kalpošanas laiks izvirza prasības vides tolerancei strāvas akumulatoriem, kas ļoti atšķiras no mobilo tālruņu akumulatoriem.
3. Elektriskā transportlīdzekļa enerģijas akumulators ir sarežģītas struktūras akumulators
Elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru bloka struktūra
Elektriskā transportlīdzekļa enerģijas akumulators sastāv no pamata akumulatora elementa šūnas, lai izveidotu akumulatora moduli, un pēc tam moduļa modulis veido akumulatora bloku. Mobilais tālrunis ir viena šūna. Elektriskā transportlīdzekļa akumulators sastāv no vairākiem akumulatoriem, kas savienoti virknē. Tipisks akumulatoru bloks (ar 96 šūnām virknē) radīs kopējo spriegumu, kas pārsniedz 400 V, uzlādējot ar 4,2 V. Jo vairāk šūnu akumulatorā, jo lielāks sasniegtais spriegums. Visu akumulatoru uzlādes un izlādes strāva ir vienāda, taču jāuzrauga katras akumulatora spriegums. Lai ietilpinātu lielu akumulatoru skaitu, kas nepieciešami lieljaudas automobiļu sistēmām, vairākas baterijas parasti tiek sadalītas vairākos moduļos un ievietotas visā pieejamā transportlīdzekļa telpā. Tipiskam modulim ir no 10 līdz 24 akumulatoriem, un to var salikt dažādās konfigurācijās, lai ietilptu vairākās transportlīdzekļu platformās. Moduļu konstrukciju var izmantot par pamatu lieliem akumulatoriem. Tas ļauj akumulatora komponentus izvietot lielākā vietā, tādējādi efektīvāk izmantojot vietu.
Akumulatora bloka spaiņa efekts
Tajā pašā laikā, tā kā strāvas akumulators sastāv no vairākām šūnām, vājākā šūna ierobežo kopējā akumulatora darbību. To sauc arī par kausa efektu. Kopējo jaudu ierobežo vājākās šūnas jauda. Pārmērīga uzlāde vai pārmērīga izlāde sabojās attiecīgās šūnas.
Akumulatoru mērīšanas tehnoloģijas uzlabošana palīdz precīzi noteikt elektriskā transportlīdzekļa akumulatora enerģiju
Pēc tam, kad esat runājis par grūtībām izmērīt elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru līmeni, ļaujiet' s runāt par risinājumu. Faktiski, strauji uzlabojot akumulatoru mērīšanas tehnoloģiju, tas palīdz precīzi izmērīt elektrisko transportlīdzekļu akumulatora jaudu. Šī ir arī galvenā prioritāte pašreizējā elektrisko transportlīdzekļu attīstībā. Viena no galvenajām tehnoloģijām ir akumulatoru vadības sistēma BMS.
Bateriju vadības sistēmas BMS lietojumprogrammu blokshēma
Bateriju vadības sistēmas BMS lietojumprogrammu blokshēma parāda tipisku akumulatoru bloku ar 96 elementiem, kas sadalīti 8 moduļos, katrā no tiem ir 12 akumulatora elementi. Šajā piemērā akumulatora monitora IC ir LTC6811, kas var izmērīt 12 baterijas. IC akumulatora mērījumu diapazons ir no 0 V līdz 5 V, un tas ir piemērots lielākajai daļai akumulatoru ķīmijas lietojumu. Vairākas ierīces var savienot virknē, lai vienlaikus uzraudzītu augstsprieguma akumulatorus. Ierīce ietver katras šūnas pasīvo balansēšanu. Datu apmaiņa notiek izolācijas barjeras abās pusēs, un tos apkopo sistēmas kontrolieris, kas ir atbildīgs par SOC aprēķināšanu, akumulatora atlikuma kontroli, SOH pārbaudi un visas sistēmas uzturēšanu drošās robežās.
Akumulatora vadības sistēma: pilnīga signāla ķēde
Augsta šūnu mērīšanas precizitāte paplašina pieejamo jaudas diapazonu
Šūnas sprieguma mērīšanas precizitāte un akumulatora enerģijas diapazons
Kā" smadzenes" Aiz akumulatora bloka BMS tehnoloģija pārvalda jaudas izvadi, uzlādi un izlādi, kā arī nodrošina precīzus mērījumus transportlīdzekļa darbības laikā. Augstāka akumulatora elementu sprieguma mērīšanas precizitāte var paplašināt pieejamo akumulatora enerģijas diapazonu. Ja precizitāte tiek palielināta līdz 1% (litija dzelzs fosfāta LiFePO4 akumulatoram mērījumu kļūda 1 mV ir ekvivalenta SOC kļūdai 1%), tad akumulators var darboties no 21% līdz 89% no pilnas jaudas, pieaugums par 8%. Izmantojot to pašu akumulatoru un precīzāku BMS, var palielināt automašīnas nobraukumu par vienu uzlādi.
Kā piemēru ņemiet analogo ierīču ADI. BMS akumulatoru vadības sistēmas akumulatoru galvenās uzraudzības IC produkti ir atkārtoti ar ceturto paaudzi. 12 vai vairāk šūnu kanālu spriegumu un temperatūru var kontrolēt ļoti precīzi ar precizitāti, kas labāka par 1,2 mV.
2. Precīzs Zenera atsauces avots, lai tiktu galā ar skarbajiem vides izaicinājumiem
↑ BMS IC iekšējā blokshēma
BMS ķēžu dizaineri parasti novērtē akumulatora mērīšanas ķēžu precizitāti, pamatojoties uz specifikācijām datu lapā. Faktiski citi efekti reālās pasaules lietojumos parasti dominē mērījumu kļūdās. Faktori, kas ietekmē mērījumu precizitāti, ir šādi:
PCB montāžas stress
mitrums
Temperatūras novirze
Ilgtermiņa dreifs
Lai nodrošinātu izcilu veiktspēju, skaņas tehnoloģijai jāņem vērā visi šie faktori. IC mērījumu precizitāti galvenokārt ierobežo standartsprieguma sprieguma atskaite. Atskaites spriegums ir ļoti jutīgs pret mehānisko spriegumu. Termiskā riteņbraukšana PCB lodēšanas laikā var radīt silīcija stresu. Mitrums ir vēl viens silīcija stresa cēlonis, jo iepakojums absorbē mitrumu. Silīcija stresa darbība laika gaitā atslābināsies, izraisot ilgstošu atskaites sprieguma novirzīšanos.
↑ Precizitāti ietekmē PCB montāžas spriegums (augšējā kreisajā stūrī), mitrums (augšējā labajā stūrī), temperatūras novirze (apakšējā kreisajā stūrī) un ilgtermiņa dreifēšana (apakšējā labajā stūrī)
LTC68xx sērijā tiek izmantots laboratorijas līmeņa Zener diode atskaites sprieguma avots, kas ir tehnoloģija, kuru ADI pēc vairāk nekā 30 gadiem ir nepārtraukti uzlabojusi. Apglabātie Zenera diodes novieto krustojumu zem silīcija virsmas, prom no piesārņotāju un oksīdu slāņu ietekmes. Rezultāts ir tāds, ka Zener diodēm ir lieliska ilgtermiņa stabilitāte, zems trokšņa līmenis un salīdzinoši precīzas sākotnējās pielaides. Dreifs ir mazāks par 1 mV visā automobiļu temperatūras diapazonā no -40 ° C līdz ~ 125 ° C. Laika gaitā Zenera diode atskaites sprieguma avotam ir labāka stabilitāte, vismaz 5 reizes augstāka nekā joslas spraugas atskaites sprieguma avotam. Līdzīgi mitruma un PCB montāžas stresa testi liecina, ka apglabātā Zenera diode ir labāka par joslu spraugas atskaites sprieguma avotu.
3. Šūnu līdzsvars pārtrauc kausa efektu
↑ Pasīvais akumulatoru balansētājs ar pretestību pret asiņošanu
BMS nodrošina arī svarīgus aizsardzības pasākumus, lai novērstu akumulatora bojājumus. Akumulatoru komplekts sastāv no vairākām neatkarīgu akumulatoru elementu grupām, kas nevainojami sadarbojas, lai nodrošinātu automašīnai maksimālu jaudu. Ja akumulatora šūnas zaudēs līdzsvaru, tās ietekmēs stress, kas priekšlaicīgi pārtrauks uzlādi, kas saīsinās kopējo akumulatora darbības laiku.
Pasīvā balansēšana padara akumulatora bloka katras vienības ietilpību aptuveni vienādu ar vājāko. Uzlādes cikla laikā tā izmanto salīdzinoši mazu strāvu un patērē nelielu enerģijas daudzumu no augstas SoC akumulatora, lai visas akumulatora šūnas tiktu uzlādētas līdz maksimālajam SoC. To panāk, izmantojot slēdža un atgaisošanas rezistoru, kas savienots paralēli katram akumulatora elementam. Augsts SoC akumulators ir izlādējies (jauda tiek izvadīta pretestībā), tāpēc uzlādi var turpināt, līdz visi akumulatora elementi ir pilnībā uzlādēti.
↑ Attiecība starp pieejamo enerģiju un akumulatora izšķērdēšanu
Bateriju mērīšanas tehnoloģijas uzlabošana atvieglo precīzu elektriskā transportlīdzekļa akumulatora jaudas mērīšanu, paplašinot pieejamo jaudas diapazonu, precīzu Zener atsauces avotu, lai risinātu skarbās vides problēmas, un šūnu balansēšanu, lai izjauktu spaiņa efektu. Tas ir līdzvērtīgs putu samazināšanai alus augšpusē, atstājot īstu dzērienu par saprātīgu cenu. Nākotnes elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru tehnoloģija noteikti būs precīzāka un gudrāka. Tādējādi tiek novērsta lietotāja&# 39 trauksme, ļaujot patērētājiem ērti ceļot.