Идэвхтэй цэнэгийн балансын аргын шинжилгээ

Мюнхенд төвтэй Infineon Technologies-ийн Автомашины системийн инженерийн хэлтэс саяхан цахилгаан машин бүтээх даалгавар авчээ. Цахилгаан машин нь жолооддог тээврийн хэрэгсэл бөгөөд энэ нь эрлийз цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цахилгаан гүйцэтгэлийг харуулахад чухал ач холбогдолтой юм. Машин нь том лити батерейгаар тэжээгдэх бөгөөд хөгжүүлэгчид тэнцвэртэй зай шаардлагатай гэдгийг ойлгосон. Энэ тохиолдолд та ердийн цэнэгийг тэнцвэржүүлэх энгийн аргын оронд батерейны хооронд эрчим хүчний автомат дамжуулалтыг сонгох хэрэгтэй. Тэдний бүтээсэн өөрийгөө цэнэглэх тэнцвэржүүлэх систем нь зайлшгүй төлөвлөгөөтэй ижил зардлаар дээд зэргийн функцуудыг хангаж чадна.

Батерейны бүтэц

Ni-Cd ба Ni-MH батерейнууд олон жилийн турш батерейны зах зээлд ноёрхож ирсэн. Хэдийгээр 18650 лити батерей нь зах зээлд дөнгөж орж ирсэн бүтээгдэхүүн боловч гүйцэтгэл нь мэдэгдэхүйц сайжирсны улмаас түүний зах зээлд эзлэх хувь хурдацтай өсч байна. Лити батерейны багтаамж нь гайхалтай боловч нэг батерейны хүчин чадал нь гибрид хөдөлгүүрийн хэрэгцээг хангахын тулд хүчдэл эсвэл гүйдэлд хангалтгүй юм. Батерейны тэжээлийн гүйдлийг нэмэгдүүлэхийн тулд олон батерейг зэрэгцээ холбож, батерейны тэжээлийн хүчдэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд олон батерейг цувралаар холбож болно.

Батерейны угсрагч нар 3P50S гэх мэт батерейны бүтээгдэхүүнээ тодорхойлохдоо ихэвчлэн товчилсон үгийг ашигладаг бөгөөд энэ нь 3 зэрэгцээ батерей, 50 цуврал батерейгаас бүрдсэн батерей гэсэн үг юм.

Модульчлагдсан бүтэц нь батерей, түүний дотор олон цуврал батерейтай ажиллахад тохиромжтой. Жишээлбэл, 3P12S зайны массивын 12 зай бүрийг цувралаар холбож блок үүсгэдэг. Эдгээр батерейг микроконтроллер дээр төвлөрсөн электрон хэлхээгээр удирдаж, тэнцвэржүүлж болно.

Зайны модулийн гаралтын хүчдэл нь цувралаар холбогдсон батерейны тоо болон зай тус бүрийн хүчдэлээс хамаарна. Литиум батерейны хүчдэл ерөнхийдөө 3.3V ба 3.6V хооронд байдаг тул батерейны модулийн хүчдэл ойролцоогоор 30V ба 45V хооронд байна.

Гибрид хүч нь 450 вольтын тогтмол гүйдлийн тэжээлээр тэжээгддэг. Батерейны хүчдэлийн өөрчлөлтийг цэнэгийн төлөвөөр нөхөхийн тулд батерей болон хөдөлгүүрийн хооронд DC-DC хувиргагчийг холбох нь зүйтэй. Мөн хөрвүүлэгч нь зайны багцын одоогийн гаралтыг хязгаарладаг.

DC-DC хувиргагчийг хамгийн сайн нөхцөлд ажиллуулахын тулд зайны хүчдэл 150V ~ 300V хооронд байх ёстой. Тиймээс 5-аас 8 зайны модулийг цувралаар хийх шаардлагатай.

тэнцвэрийн хэрэгцээ

Хүчдэл нь зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс хэтэрсэн тохиолдолд литийн зай амархан гэмтдэг (Зураг 2-т үзүүлсэн шиг). Хүчдэл дээд ба доод хязгаараас хэтэрсэн үед (нанофосфатын лити батерейны хувьд 2V, дээд хязгаарын хувьд 3.6V) батерейг нөхөж баршгүй гэмтээж болно. Үүний үр дүнд наад зах нь батерейг өөрөө цэнэглэх нь хурдасдаг. Батерейны гаралтын хүчдэл нь өргөн цэнэгийн (SOC) мужид тогтвортой байдаг бөгөөд аюулгүй хязгаарт хүчдэл нь стандартаас хэтрэх эрсдэл бараг байхгүй. Гэхдээ аюулгүй хүрээний хоёр төгсгөлд цэнэглэх муруй харьцангуй эгц байна. Тиймээс урьдчилан сэргийлэх зорилгоор хүчдэлийг сайтар хянах шаардлагатай.

Хүчдэл нь эгзэгтэй утгад хүрсэн тохиолдолд цэнэглэх эсвэл цэнэглэх үйл явцыг нэн даруй зогсоох шаардлагатай. Бат бөх тэнцвэрийн хэлхээний тусламжтайгаар холбогдох батерейны хүчдэлийг аюулгүй хэмжүүрт буцааж өгч болно. Гэхдээ үүнийг хийхийн тулд аль нэг эсийн хүчдэл бусад эсийн хүчдэлээс ялгаатай байх үед хэлхээ нь эсүүдийн хооронд энерги дамжуулах чадвартай байх ёстой.

төлбөрийн тэнцлийн арга

1. Уламжлалт заавал байх ёстой: Зайтай харьцах ердийн системд батерей бүрийг шилжүүлэгчээр дамжуулан ачааллын эсэргүүцэлтэй холбодог. Энэхүү албадан хэлхээ нь тус тусад нь сонгосон батерейг цэнэглэж чаддаг. Гэсэн хэдий ч энэ аргыг зөвхөн хамгийн хүчтэй батерейны хүчдэлийн өсөлтийг дарахын тулд цэнэглэж болно. Эрчим хүчний хэрэглээг хязгаарлахын тулд хэлхээ нь ихэвчлэн 100 мА-ийн бага гүйдлээр цэнэглэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь цэнэгийн балансыг хэдэн цаг зарцуулдаг.

2. Автомат тэнцвэржүүлэх арга: Материалтай холбоотой олон автомат тэнцвэржүүлэх аргууд байдаг бөгөөд бүгдэд нь эрчим хүчийг зөөхөд эрчим хүч хадгалах элемент шаардлагатай байдаг. Хэрэв конденсаторыг хадгалах элемент болгон ашигладаг бол түүнийг ямар ч батерейтай холбоход олон тооны унтраалга шаардлагатай болно. Илүү үр дүнтэй арга бол соронзон орон дахь энергийг хадгалах явдал юм. Хэлхээний гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь трансформатор юм. Прототипийг Infineon хөгжүүлэлтийн баг Vogt Electronic Components Co., Ltd-тэй хамтран боловсруулсан. Түүний чиг үүрэг нь дараах байдалтай байна.

A. Зай хооронд энергийг шилжүүлэх

Олон эсийн хүчдэлийг ADC оролтын үндсэн хүчдэлд холбоно

Уг хэлхээ нь урвуу сканнерын трансформаторын зарчмыг ашигладаг. Энэ трансформатор нь соронзон орон дахь энергийг хадгалах боломжтой.