Elektrikli araçlar nasıl yapılır, güç pillerinin verimli ve güvenli çalışmasını sağlamak BMS'de yatmaktadır
Her zaman, her yerde, güç bilgisi ihtiyaçlarınızı karşılayacak bir APP ile güçlü başlıklara ulaşın
Ayrıntılar http: //dltoutiao.mybjx.net/dlmedia.html
Uluslararası Enerji Ajansı tarafından hazırlanan bir rapora göre 2016 yılında dünya çapında kullanılan elektrikli araç sayısı 2 milyona ulaştı. 2020 yılına kadar küresel elektrikli araç sayısı 9-20 milyona çıkacak ve bu rakam 2025 yılında 40 milyona çıkacak. -90 milyon, pazar büyümesindeki hızlanma inanılmaz.
Ama aynı zamanda haberlerde zaman zaman ortaya çıkan elektrikli araç güvenlik kazaları da insanlara "şok" olacak. Birisi 2010'dan beri Çin'de 49 elektrikli araç kazasını analiz etti ve bunların% 50'sinin "piller" ile ilgili olduğunu buldu. Elektrikli araçların "kalbi" olan pil takımının binlerce tek lityum pilden oluşması şaşırtıcı değil. Lityum piller şu anda piyasada bulunan en yüksek enerji yoğunluklu pil teknolojisidir. 2017 yılında lityum iyon pillere yönelik küresel talebin yaklaşık 50GWh olacağı tahmin edilmektedir. Lityum pillerin "büyüsü" lityum malzemelerin doğasında var olan dengesizlikte yatmaktadır.Kullanım sırasında aşırı şarj, aşırı deşarj ve aşırı ısınma gibi sorunlarla karşılaşırlarsa veya üretim süreçlerinin ve yapısal malzemelerin etkisiyle, muhtemelen patlayabilirler. kaza. Bu nedenle, lityum pil sadece elektrikli araçlar için güçlü enerji sağlamakla kalmaz, aynı zamanda "sihirli" elektrokimyasal reaksiyon süreci de iyi kontrol edilmelidir, bu da tanrı düzeyinde büyük bir rol gerektirir. BMS'dir (Güç Yönetim Sistemi).
BMS, elektrikli araçların geliştirilmesiyle geliştirilen yeni bir teknolojidir.Ancak, "araba" ürününün özel güvenlik gereksinimleri nedeniyle insanlar, BMS'nin işlevi için de daha büyük umutlar vermiştir: BMS'nin aşırı şarjı önleyebilmesi gerekiyor, Aşırı deşarjdan, sıcaklık kontrolünden kaçının, pil bileşen voltajını ve sıcaklık dengesini koruyun, kalan pil gücünü ve kalan mesafeyi tahmin edin, vb. Aynı zamanda BMS, pil yönetimi durumunu gerçek zamanlı olarak izleme ve ayarlama ve birden çok paralel alt sistemle senkronize etme yeteneğine sahip olmalıdır. İşi koordine etme yeteneği. Kısacası, BMS, güç pilinin izlenmesi, analizi, kontrolü ve geri bildirimi için bir dizi izleme sistemidir.Güç pilinin verimli ve güvenli çalışmasını sağlamak BMS'nin temel sorumluluğudur.
BMS'nin teknik mimarisi açısından bakıldığında, temel işlevleri şunları içerir:
Doğru pil durumu tahmini. Yani, pil paketinin SOC (şarj durumu), SOP (güç durumu) ve SOH (sağlık durumu) değerlerini doğru bir şekilde ölçmek ve tahmin etmek için dinamik izleme tamamlanabilir ve her pilin durumu teşhis edilebilir. Veri analizi ve kontrol kararları için bir temel sağlamak üzere geçmiş veri dosyaları oluşturun ve kullanın.
Enerji dengesi. Batarya paketindeki her bir bataryanın performansı fiili çalışmada farklı olacağından, bu fark bataryanın ömrü ve sistemin kullanımı üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olacaktır, bu nedenle bireysel bataryalar arasındaki farkı enerji dengesi ile telafi etmek gerekir. Tutarlılığı, pil takımının sürekli dinamik "bakımını" mümkün kılar. BMS'de halihazırda kullanılan iki enerji dengeleme stratejisi, aktif dengeleme ve pasif dengeleme, her biri kendi özelliklerine sahiptir (ayrıntılar için Tablo 1'e bakın).
Koruyucu işlev. Bir arıza meydana geldiğinde hızlı bir yanıt sağlamak için güvenilir aşırı şarj ve aşırı deşarj koruması, aşırı akım, aşırı sıcaklık ve düşük sıcaklık koruması ve çok seviyeli arıza teşhis korumasına sahiptir.
Veri iletişim işlevi. CAN veriyolu veya diğer yöntemlerle bir veri iletişim mekanizması oluşturun ve verileri görüntüleme sistemleri, araç kontrol cihazları, şarj cihazları vb. Gibi harici cihazlara iletin ve hatta buluta bağlanmak için kablosuz iletim işlevleriyle donatılabilir.
Tablo 1. Pasif denge ve aktif denge teknolojisi stratejilerinin karşılaştırılması
BMS'nin yukarıda belirtilen işlevlerini desteklemek için çeşitli teknoloji üreticileri aktif olarak ürün ve çözümler geliştirmektedir. Örneğin, MaximIntegrated MAX14920 / MAX14921 pil ölçümü analog ön uç cihazları, pil voltajının yüksek hassasiyetle örneklenmesini destekleyebilir ve harici FET sürücüleri aracılığıyla 16 hücre / + 65V (maksimum) ana / yardımcı pil paketlerine kadar destekleyebilen seviye dönüştürme sağlayabilir. Pasif pil dengelemeyi destekleyebilir.
MaximIntegrated yüksek performanslı bir "tek ürün" sağlıyorsa, Texas Instruments (TI) bir "paket" sağlar. TI'nin bq76PL455A-Q1 entegre 16 hücreli pil izleme ve koruma cihazına dayanarak, eksiksiz bir pasif pil dengeleme çözümü oluşturulabilir. Bq76PL455A-Q1, aşırı gerilim, düşük gerilim, aşırı ısınma ve iletişim hataları dahil olmak üzere çeşitli hataları izleyebilir ve tespit edebilir ve on altıya kadar bq76PL455A-Q1 cihazının ana bilgisayarla tek bir UART arayüzü üzerinden iletişim kurmasına izin verir.
Şekil, TI'nin pasif pil dengeleme programı
Eksiksiz otomotiv elektroniği ürün yelpazesiyle NXP, bu program aracılığıyla mikro denetleyici MCU, analog ön uç pil denetleyicisi IC, yalıtılmış ağ yüksek hızlı alıcı-verici, sistem bazlı çip SBC vb. Dahil olmak üzere eksiksiz bir pil yönetim sistemi çözümü sağlayabilir. Müşteriler 800V'a kadar yüksek voltajları yönetebilir.
Şekil, NXP'nin genel BMS çözümü
Yukarıda bahsedilen yonga seviyesinde "sıkı çalışmaya" ek olarak, bir BMS sisteminin tasarlanması ayrıca karşılık gelen "yumuşak güç", yani çekirdek algoritmaların geliştirilmesini gerektirir. Mükemmel bir algoritma, yalnızca pil paketi durumunun tahmin doğruluğunu iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda güçlü bir hata düzeltme yeteneğine sahiptir, böylece pil kalitesi gibi donanım faktörlerinin neden olabileceği etkiyi dengeler ve pili zayıf tutarlı hale getirir. Ayrıca hassas kontrol sağlayabilir ve böylece genel sistem maliyetlerinden tasarruf sağlar. Algoritmanın artıları ve eksileri, gerekli donanım kaynak ek yüküne de yansır.Etkili bir algoritma, sistemin verimliliğini büyük ölçüde artıran az miktarda CPU hesaplama kaynağı ile tamamlanabilir.
Tahminlere göre, Çin'in otomotiv pillerinin pazar büyüklüğü 2020 yılına kadar 120 milyar yuan'a ulaşacak ve elektrikli araçlar için yerel BMS pazarı o zamana kadar 17 milyar yuan'a ulaşacak. Elektrikli araçların tamamında BMS'nin maliyeti yüksek olmasa da, güç bataryasının bir "bomba" haline gelmemesini sağlamak için, geliştiriciler BMS'yi gerçekten bir "tanrı" varlığı olarak görmeli ve onu elektrikli araçlarda köklü hale getirmelidir. Arabanın tasarım konseptinde.
(Kaynak: Avnet)
