Ակտիվ լիցքավորման մնացորդի մեթոդի վերլուծություն

Մյունխենի Infineon Technologies-ի ավտոմոբիլային համակարգերի ճարտարագիտության բաժինը վերջերս հանձնարարություն է ստացել մշակել էլեկտրական մեքենաներ: Էլեկտրական մեքենան վարվող տրանսպորտային միջոց է, որը մեծ նշանակություն ունի հիբրիդային էլեկտրական մեքենաների էլեկտրական գործունեությունը ցուցադրելու համար։ Մեքենան սնուցվելու է լիթիումի մեծ մարտկոցով, և մշակողները հասկանում են, որ հավասարակշռված մարտկոց է անհրաժեշտ: Այս դեպքում դուք պետք է ընտրեք էներգիայի ավտոմատ փոխանցում մարտկոցների միջև՝ լիցքավորման ավանդական պարզ հավասարակշռման մեթոդի փոխարեն: Ինքնալիցքավորման հավասարակշռման համակարգը, որը նրանք մշակել են, կարող է ապահովել բարձրագույն գործառույթներ նույն գնով, ինչ պարտադիր պլանը:

Մարտկոցի կառուցվածքը

Ni-Cd և Ni-MH մարտկոցները երկար տարիներ գերիշխում են մարտկոցների շուկայում: Թեև 18650 լիթիումային մարտկոցը արտադրանք է, որը միայն վերջերս է մուտք գործել շուկա, դրա մասնաբաժինը շուկայում արագորեն աճում է՝ շնորհիվ կատարողականի էական բարելավման: Լիթիումային մարտկոցների պահեստավորման հզորությունը տպավորիչ է, բայց նույնիսկ այդ դեպքում մեկ մարտկոցի հզորությունը բավարար չէ լարման կամ հոսանքի համար հիբրիդային շարժիչի կարիքները բավարարելու համար: Բազմաթիվ մարտկոցներ կարող են զուգահեռաբար միանալ մարտկոցի էներգիայի մատակարարման հոսանքը մեծացնելու համար, և մի քանի մարտկոցներ կարող են միացվել հաջորդաբար՝ մարտկոցի էներգիայի մատակարարման լարումը մեծացնելու համար:

Մարտկոցների հավաքագրողները հաճախ օգտագործում են հապավումներ՝ նկարագրելու իրենց մարտկոցների արտադրանքը, օրինակ՝ 3P50S, ինչը նշանակում է մարտկոցի փաթեթ, որը բաղկացած է 3 զուգահեռ մարտկոցներից և 50 մարտկոցներից:

Մոդուլային կառուցվածքը իդեալական է մարտկոցներով աշխատելու համար, ներառյալ մարտկոցների բազմաթիվ շարքերը: Օրինակ, 3P12S մարտկոցների զանգվածում յուրաքանչյուր 12 մարտկոցի բջիջը միացված է հաջորդաբար՝ բլոկ կազմելու համար: Այս մարտկոցները կարող են կառավարվել և հավասարակշռվել միկրոկոնտրոլերի վրա կենտրոնացած էլեկտրոնային սխեմայի միջոցով:

Մարտկոցի մոդուլի ելքային լարումը կախված է հաջորդաբար միացված մարտկոցների քանակից և յուրաքանչյուր մարտկոցի լարումից: Լիթիումի մարտկոցի լարումը սովորաբար 3.3 Վ-ից 3.6 Վ-ի միջև է, ուստի մարտկոցի մոդուլի լարումը մոտավորապես 30 Վ-ից 45 Վ-ի միջև է:

Հիբրիդային հզորությունը սնուցվում է 450 վոլտ DC սնուցման միջոցով: Մարտկոցի լարման փոփոխությունը լիցքավորման վիճակով փոխհատուցելու համար նպատակահարմար է մարտկոցի փաթեթի և շարժիչի միջև միացնել DC-DC փոխարկիչը: Փոխարկիչը նաև սահմանափակում է մարտկոցի փաթեթի ընթացիկ ելքը:

Ապահովելու համար, որ DC-DC փոխարկիչը աշխատում է լավագույն վիճակում, մարտկոցի լարումը պետք է լինի 150V ~ 300V միջակայքում: Հետևաբար, 5-ից 8 մարտկոցի մոդուլներ անհրաժեշտ են հաջորդաբար:

հավասարակշռության անհրաժեշտությունը

Երբ լարումը գերազանցում է թույլատրելի սահմանը, լիթիումի մարտկոցը հեշտությամբ վնասվում է (ինչպես ցույց է տրված Նկար 2-ում): Երբ լարումը գերազանցում է վերին և ստորին սահմանները (2V նանոֆոսֆատ լիթիումի մարտկոցների համար, 3.6V վերին սահմանի համար), մարտկոցը կարող է անուղղելի վնասվել: Արդյունքում, գոնե մարտկոցի ինքնալիցքաթափումն արագանում է։ Մարտկոցի ելքային լարումը կայուն է լիցքավորման լայն վիճակի (SOC) տիրույթում, և անվտանգ տիրույթում լարման ստանդարտը գերազանցելու վտանգ գրեթե չկա: Բայց անվտանգ միջակայքի երկու ծայրերում լիցքավորման կորը համեմատաբար կտրուկ է: Հետեւաբար, որպես կանխարգելիչ միջոց, անհրաժեշտ է ուշադիր վերահսկել լարումը:

Եթե ​​լարումը հասնում է կրիտիկական արժեքի, ապա լիցքաթափման կամ լիցքավորման գործընթացը պետք է անհապաղ դադարեցվի: Հավասարակշռության կայուն սխեմայի օգնությամբ համապատասխան մարտկոցի լարումը կարող է վերադարձվել անվտանգ սանդղակի: Բայց դա անելու համար շղթան պետք է կարողանա էներգիա փոխանցել բջիջների միջև, երբ որևէ մեկ բջիջի լարումը սկսում է տարբերվել մյուս բջիջների լարումից:

լիցքավորման մնացորդի մեթոդ

1. Ավանդական պարտադիր. Տիպիկ մարտկոցի բեռնաթափման համակարգում յուրաքանչյուր մարտկոց միացված է բեռի դիմադրությանը անջատիչի միջոցով: Այս հարկադիր միացումը կարող է լիցքաթափել առանձին ընտրված մարտկոցները: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը կարող է վերալիցքավորվել միայն ամենաուժեղ մարտկոցի լարման բարձրացումը ճնշելու համար: Էլեկտրաէներգիայի սպառումը սահմանափակելու համար միացումը սովորաբար թույլ է տալիս լիցքաթափել միայն 100 մԱ փոքր հոսանքի դեպքում, ինչը հանգեցնում է լիցքավորման հավասարակշռության, որը տևում է մի քանի ժամ:

2. Ավտոմատ հավասարակշռման մեթոդ. Կան բազմաթիվ ավտոմատ հավասարակշռման մեթոդներ՝ կապված նյութերի հետ, որոնք բոլորն էլ էներգիա տեղափոխելու համար պահանջում են էներգիայի պահպանման տարր: Եթե ​​կոնդենսատորն օգտագործվում է որպես պահեստավորման տարր, ապա այն ցանկացած մարտկոցին միացնելու համար անհրաժեշտ է անջատիչների մեծ զանգված: Ավելի արդյունավետ մեթոդ է էներգիայի կուտակումը մագնիսական դաշտում: Շղթայի հիմնական բաղադրիչը տրանսֆորմատորն է: Նախատիպը մշակվել է Infineon-ի մշակողների թիմի կողմից Vogt Electronic Components Co., Ltd.-ի հետ համագործակցությամբ: Դրա գործառույթները հետևյալն են.

A. Փոխանցել էներգիա մարտկոցների միջև

Միացրեք մի քանի բջիջների լարումը ADC մուտքի բազային լարման հետ

Շղթան օգտագործում է հակադարձ սկանավորման տրանսֆորմատորի սկզբունքը: Այս տրանսֆորմատորը կարող է էներգիա պահել մագնիսական դաշտում: