Aktiewe ladingsaldo-metode-analise

Die Automotive Systems Engineering Department van München-gebaseerde Infineon Technologies het onlangs ‘n opdrag ontvang om elektriese voertuie te ontwikkel. ‘n Elektriese voertuig is ‘n bestuurbare voertuig, wat van groot belang is om die elektriese werkverrigting van hibriede elektriese voertuie te demonstreer. Die motor sal aangedryf word deur ‘n groot litiumbatterypak, en die ontwikkelaars verstaan ​​dat ‘n gebalanseerde battery nodig is. In hierdie geval moet jy outomatiese energie-oordrag tussen batterye kies in plaas van die tradisionele eenvoudige ladingbalanseringsmetode. Die selflaai-balanseringstelsel wat hulle ontwikkel het, kan voortreflike funksies teen dieselfde koste as die verpligte plan verskaf.

Battery struktuur

Ni-Cd en Ni-MH batterye oorheers die battery mark vir baie jare. Alhoewel die 18650 litiumbattery ‘n produk is wat eers onlangs die mark betree het, styg sy markaandeel vinnig weens die aansienlike verbetering in werkverrigting. Die bergingskapasiteit van litiumbatterye is indrukwekkend, maar tog is die kapasiteit van ‘n enkele battery onvoldoende vir spanning of stroom om aan die behoeftes van ‘n hibriede enjin te voldoen. Veelvuldige batterye kan parallel gekoppel word om batterykragtoevoerstroom te verhoog, en veelvuldige batterye kan in serie gekoppel word om batterykragtoevoerspanning te verhoog.

Batterysamestellers gebruik dikwels akronieme om hul batteryprodukte te beskryf, soos 3P50S, wat ‘n batterypak beteken wat bestaan ​​uit 3 parallelle batterye en 50 batterye in serie.

Die modulêre struktuur is ideaal vir die hantering van batterye, insluitend verskeie reekse batteryselle. Byvoorbeeld, in die 3P12S-batteryskikking word elke 12 batteryselle in serie gekoppel om ‘n blok te vorm. Hierdie batterye kan beheer en gebalanseer word deur ‘n elektroniese stroombaan wat op ‘n mikrobeheerder gesentreer is.

Die uitsetspanning van die batterymodule hang af van die aantal batterye wat in serie gekoppel is en die spanning van elke battery. Die spanning van ‘n litiumbattery is gewoonlik tussen 3.3V en 3.6V, dus is die spanning van die batterymodule ongeveer tussen 30V en 45V.

Die hibriede krag word aangedryf deur ‘n 450 volt GS kragbron. Om te vergoed vir die verandering in batteryspanning met die toestand van lading, is dit gepas om ‘n GS-GS-omsetter tussen die batterypak en die enjin te koppel. Die omskakelaar beperk ook die huidige uitset van die batterypak.

Om te verseker dat die GS-GS-omsetter in die beste toestand werk, moet die batteryspanning tussen 150V ~ 300V wees. Daarom is 5 tot 8 batterymodules in serie nodig.

die behoefte aan balans

Wanneer die spanning die toelaatbare limiet oorskry, word die litiumbattery maklik beskadig (soos getoon in Figuur 2). Wanneer die spanning die boonste en onderste limiete oorskry (2V vir nano-fosfaatlitiumbatterye, 3.6V vir die boonste limiet), kan die battery onherstelbaar beskadig word. As gevolg hiervan word ten minste die selfontlading van die battery versnel. Die uitsetspanning van die battery is stabiel in ‘n wye toestand van lading (SOC) reeks, en daar is amper geen risiko dat spanning die standaard oorskry binne ‘n veilige reeks nie. Maar aan albei kante van die veilige reeks is die laaikromme relatief steil. Daarom, as ‘n voorkomende maatreël, is dit nodig om die spanning noukeurig te monitor.

As die spanning ‘n kritieke waarde bereik, moet die ontladings- of laaiproses onmiddellik gestaak word. Met behulp van ‘n robuuste balanskring kan die spanning van die betrokke battery na ‘n veilige skaal teruggebring word. Maar om dit te doen, moet die stroombaan energie tussen selle kan oordra wanneer die spanning van enige een sel begin verskil van die spanning van ander selle.

heffing balans metode

1. Tradisioneel verpligtend: In ‘n tipiese batteryhanteringstelsel word elke battery deur ‘n skakelaar aan ‘n lasweerstand gekoppel. Hierdie gedwonge stroombaan kan individueel geselekteerde batterye ontlaai. Hierdie metode kan egter net herlaai word om die spanningstyging van die sterkste battery te onderdruk. Om kragverbruik te beperk, laat die stroombaan gewoonlik net ontlading toe teen ‘n klein stroom van 100 mA, wat ‘n ladingbalans tot gevolg het wat etlike ure neem.

2. Outomatiese balanseringsmetode: Daar is baie outomatiese balanseringsmetodes wat verband hou met materiale, wat almal ‘n energiebergingselement benodig om energie te dra. As ‘n kapasitor as ‘n bergingselement gebruik word, vereis dit ‘n groot verskeidenheid skakelaars om dit aan enige battery te koppel. ‘n Meer effektiewe metode is om energie in ‘n magnetiese veld te stoor. Die sleutelkomponent in die stroombaan is die transformator. Die prototipe is ontwikkel deur die Infineon-ontwikkelingspan in samewerking met Vogt Electronic Components Co., Ltd. Die funksies daarvan is soos volg:

A. Dra energie tussen batterye oor

Koppel die spanning van veelvuldige selle aan die basisspanning van die ADC-inset

Die stroombaan gebruik die beginsel van ‘n omgekeerde skandering-transformator. Hierdie transformator kan energie in ‘n magnetiese veld stoor.