सक्रिय शुल्क शिल्लक पद्धत विश्लेषण

म्युनिक-आधारित Infineon Technologies च्या ऑटोमोटिव्ह सिस्टीम्स अभियांत्रिकी विभागाला अलीकडेच इलेक्ट्रिक वाहने विकसित करण्यासाठी असाइनमेंट प्राप्त झाले आहे. इलेक्ट्रिक वाहन हे चालवता येण्याजोगे वाहन आहे, जे हायब्रीड इलेक्ट्रिक वाहनांच्या इलेक्ट्रिक कार्यक्षमतेचे प्रदर्शन करण्यासाठी खूप महत्वाचे आहे. कार मोठ्या लिथियम बॅटरी पॅकद्वारे समर्थित असेल आणि विकसकांना समजते की संतुलित बॅटरी आवश्यक आहे. या प्रकरणात, तुम्हाला पारंपारिक साध्या चार्ज बॅलेंसिंग पद्धतीऐवजी बॅटरी दरम्यान स्वयंचलित ऊर्जा हस्तांतरण निवडण्याची आवश्यकता आहे. त्यांनी विकसित केलेली सेल्फ-चार्ज बॅलन्सिंग सिस्टीम अनिवार्य योजनेच्या समान खर्चात उत्कृष्ट कार्ये प्रदान करू शकते.

बॅटरी रचना

Ni-Cd आणि Ni-MH बॅटर्‍यांचे बॅटरी मार्केटवर अनेक वर्षांपासून वर्चस्व आहे. जरी 18650 लिथियम बॅटरी हे एक उत्पादन आहे जे नुकतेच बाजारात आले आहे, परंतु कार्यक्षमतेत भरीव सुधारणा झाल्यामुळे त्याचा बाजार हिस्सा वेगाने वाढत आहे. लिथियम बॅटरीची साठवण क्षमता प्रभावी आहे, परंतु तरीही, हायब्रिड इंजिनच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी एकाच बॅटरीची क्षमता व्होल्टेज किंवा करंटसाठी अपुरी आहे. बॅटरी पॉवर सप्लाय करंट वाढवण्यासाठी अनेक बॅटरी समांतर जोडल्या जाऊ शकतात आणि बॅटरी पॉवर सप्लाय व्होल्टेज वाढवण्यासाठी अनेक बॅटरी सीरिजमध्ये जोडल्या जाऊ शकतात.

बॅटरी असेंबलर अनेकदा त्यांच्या बॅटरी उत्पादनांचे वर्णन करण्यासाठी परिवर्णी शब्द वापरतात, जसे की 3P50S, म्हणजे 3 समांतर बॅटरी आणि मालिकेतील 50 बॅटरींनी बनलेला बॅटरी पॅक.

मॉड्युलर रचना बॅटरीच्या अनेक मालिकांसह, बॅटरी हाताळण्यासाठी आदर्श आहे. उदाहरणार्थ, 3P12S बॅटरी अॅरेमध्ये, प्रत्येक 12 बॅटरी सेल ब्लॉक तयार करण्यासाठी मालिकेत जोडलेले असतात. या बॅटरी मायक्रोकंट्रोलरवर केंद्रित असलेल्या इलेक्ट्रॉनिक सर्किटद्वारे नियंत्रित आणि संतुलित केल्या जाऊ शकतात.

बॅटरी मॉड्यूलचे आउटपुट व्होल्टेज मालिकेत जोडलेल्या बॅटरीच्या संख्येवर आणि प्रत्येक बॅटरीच्या व्होल्टेजवर अवलंबून असते. लिथियम बॅटरीचा व्होल्टेज साधारणपणे 3.3V आणि 3.6V च्या दरम्यान असतो, त्यामुळे बॅटरी मॉड्यूलचा व्होल्टेज अंदाजे 30V आणि 45V च्या दरम्यान असतो.

हायब्रिड पॉवर 450 व्होल्ट डीसी पॉवर सप्लायद्वारे समर्थित आहे. चार्ज स्थितीसह बॅटरी व्होल्टेजमधील बदलाची भरपाई करण्यासाठी, बॅटरी पॅक आणि इंजिन दरम्यान डीसी-डीसी कनवर्टर कनेक्ट करणे योग्य आहे. कनवर्टर बॅटरी पॅकचे वर्तमान आउटपुट देखील मर्यादित करते.

DC-DC कनवर्टर सर्वोत्तम स्थितीत कार्य करत आहे याची खात्री करण्यासाठी, बॅटरी व्होल्टेज 150V ~ 300V च्या दरम्यान असणे आवश्यक आहे. म्हणून, मालिकेत 5 ते 8 बॅटरी मॉड्यूल्स आवश्यक आहेत.

संतुलनाची गरज

जेव्हा व्होल्टेज स्वीकार्य मर्यादा ओलांडते, तेव्हा लिथियम बॅटरी सहजपणे खराब होते (आकृती 2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे). जेव्हा व्होल्टेज वरच्या आणि खालच्या मर्यादेपेक्षा (नॅनो-फॉस्फेट लिथियम बॅटरीसाठी 2V, वरच्या मर्यादेसाठी 3.6V) ओलांडते, तेव्हा बॅटरीचे अपरिवर्तनीय नुकसान होऊ शकते. परिणामी, कमीतकमी बॅटरीचे स्वयं-डिस्चार्ज प्रवेगक होते. बॅटरीचे आउटपुट व्होल्टेज चार्ज स्टेट (SOC) श्रेणीमध्ये स्थिर आहे आणि सुरक्षित श्रेणीमध्ये मानकापेक्षा जास्त व्होल्टेजचा धोका जवळजवळ नाही. परंतु सुरक्षित श्रेणीच्या दोन्ही टोकांवर, चार्जिंग वक्र तुलनेने उंच आहे. म्हणून, प्रतिबंधात्मक उपाय म्हणून, व्होल्टेजचे बारकाईने निरीक्षण करणे आवश्यक आहे.

व्होल्टेज गंभीर मूल्यापर्यंत पोहोचल्यास, डिस्चार्जिंग किंवा चार्जिंग प्रक्रिया ताबडतोब थांबवणे आवश्यक आहे. मजबूत बॅलन्स सर्किटच्या मदतीने, संबंधित बॅटरीचे व्होल्टेज सुरक्षित प्रमाणात परत केले जाऊ शकते. परंतु हे करण्यासाठी, जेव्हा कोणत्याही एका सेलचा व्होल्टेज इतर पेशींच्या व्होल्टेजपेक्षा भिन्न होऊ लागतो तेव्हा सर्किट पेशींमध्ये ऊर्जा हस्तांतरित करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.

शुल्क शिल्लक पद्धत

1. पारंपारिक अनिवार्य: सामान्य बॅटरी हाताळणी प्रणालीमध्ये, प्रत्येक बॅटरी एका स्विचद्वारे लोड रेझिस्टरशी जोडलेली असते. हे सक्तीचे सर्किट वैयक्तिकरित्या निवडलेल्या बॅटरी डिस्चार्ज करू शकते. तथापि, ही पद्धत केवळ सर्वात मजबूत बॅटरीची व्होल्टेज वाढ दाबण्यासाठी रिचार्ज केली जाऊ शकते. विजेचा वापर मर्यादित करण्यासाठी, सर्किट सहसा फक्त 100 mA च्या लहान करंटवर डिस्चार्ज करण्यास परवानगी देते, ज्यामुळे शुल्क शिल्लक होते ज्यास अनेक तास लागतात.

2. स्वयंचलित संतुलन पद्धत: सामग्रीशी संबंधित अनेक स्वयंचलित संतुलन पद्धती आहेत, त्या सर्वांमध्ये ऊर्जा वाहून नेण्यासाठी ऊर्जा साठवण घटकाची आवश्यकता असते. जर कॅपेसिटरचा वापर स्टोरेज घटक म्हणून केला असेल, तर तो कोणत्याही बॅटरीशी जोडण्यासाठी स्विचेसची मोठी अॅरे आवश्यक आहे. चुंबकीय क्षेत्रात ऊर्जा साठवणे ही अधिक प्रभावी पद्धत आहे. सर्किटमधील मुख्य घटक म्हणजे ट्रान्सफॉर्मर. प्रोटोटाइप Infineon विकास संघाने Vogt Electronic Components Co., Ltd च्या सहकार्याने विकसित केला आहे. त्याची कार्ये खालीलप्रमाणे आहेत:

A. बॅटरी दरम्यान ऊर्जा हस्तांतरित करा

एकाधिक सेलचे व्होल्टेज एडीसी इनपुटच्या बेस व्होल्टेजशी कनेक्ट करा

सर्किट रिव्हर्स स्कॅन ट्रान्सफॉर्मरचे तत्त्व वापरते. हा ट्रान्सफॉर्मर चुंबकीय क्षेत्रात ऊर्जा साठवू शकतो.