Uchambuzi wa njia ya usawa wa malipo inayotumika

Idara ya Uhandisi wa Mifumo ya Magari ya Infineon Technologies yenye makao yake mjini Munich hivi majuzi ilipokea mgawo wa kuunda magari yanayotumia umeme. Gari la umeme ni gari linaloweza kuendeshwa, ambalo ni la umuhimu mkubwa kwa kuonyesha utendaji wa umeme wa magari ya mseto ya umeme. Gari itatumiwa na pakiti kubwa ya betri ya lithiamu, na watengenezaji wanaelewa kuwa betri ya usawa ni muhimu. Katika kesi hii, unahitaji kuchagua uhamisho wa nishati moja kwa moja kati ya betri badala ya njia ya kusawazisha ya kawaida ya malipo. Mfumo wa kusawazisha wa malipo ya kibinafsi waliounda unaweza kutoa kazi bora kwa gharama sawa na mpango wa lazima.

Muundo wa betri

Betri za Ni-Cd na Ni-MH zimetawala soko la betri kwa miaka mingi. Ingawa betri ya lithiamu ya 18650 ni bidhaa ambayo imeingia sokoni hivi majuzi, sehemu yake ya soko inaongezeka kwa kasi kutokana na kuboreka kwa kiasi kikubwa katika utendakazi. Uwezo wa kuhifadhi wa betri za lithiamu ni wa kuvutia, lakini hata hivyo, uwezo wa betri moja haitoshi kwa voltage au sasa ili kukidhi mahitaji ya injini ya mseto. Betri nyingi zinaweza kuunganishwa kwa sambamba ili kuongeza ugavi wa nishati ya betri, na betri nyingi zinaweza kuunganishwa kwa mfululizo ili kuongeza voltage ya usambazaji wa nishati ya betri.

Viunganishi vya betri mara nyingi hutumia vifupisho kuelezea bidhaa za betri zao, kama vile 3P50S, ambayo inamaanisha kifurushi cha betri kinachojumuisha betri 3 sambamba na betri 50 kwa mfululizo.

Muundo wa msimu ni bora kwa kushughulikia betri, pamoja na safu nyingi za seli za betri. Kwa mfano, katika safu ya betri ya 3P12S, kila seli 12 za betri huunganishwa kwa mfululizo ili kuunda kizuizi. Betri hizi zinaweza kudhibitiwa na kusawazishwa na mzunguko wa umeme unaozingatia microcontroller.

Voltage ya pato ya moduli ya betri inategemea idadi ya betri zilizounganishwa katika mfululizo na voltage ya kila betri. Voltage ya betri ya lithiamu kwa ujumla ni kati ya 3.3V na 3.6V, hivyo voltage ya moduli ya betri ni takriban kati ya 30V na 45V.

Nguvu ya mseto inaendeshwa na usambazaji wa umeme wa volt 450 DC. Ili kulipa fidia kwa mabadiliko ya voltage ya betri na hali ya malipo, ni sahihi kuunganisha kibadilishaji cha DC-DC kati ya pakiti ya betri na injini. Kigeuzi pia hupunguza pato la sasa la pakiti ya betri.

Ili kuhakikisha kuwa kigeuzi cha DC-DC kinafanya kazi katika hali bora, voltage ya betri lazima iwe kati ya 150V ~ 300V. Kwa hiyo, moduli 5 hadi 8 za betri zinahitajika katika mfululizo.

hitaji la usawa

Wakati voltage inapozidi kikomo kinachoruhusiwa, betri ya lithiamu inaharibiwa kwa urahisi (kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2). Voltage inapozidi kikomo cha juu na cha chini (2V kwa betri za lithiamu ya nano-fosfati, 3.6V kwa kikomo cha juu), betri inaweza kuharibiwa kwa njia isiyoweza kurekebishwa. Matokeo yake, angalau kutokwa kwa kujitegemea kwa betri kunaharakishwa. Voltage ya pato ya betri ni thabiti katika anuwai ya hali ya malipo (SOC), na karibu hakuna hatari ya voltage inayozidi kiwango ndani ya safu salama. Lakini katika ncha zote mbili za safu salama, curve ya kuchaji ni mwinuko kiasi. Kwa hiyo, kama hatua ya kuzuia, ni muhimu kufuatilia kwa karibu voltage.

Ikiwa voltage inafikia thamani muhimu, mchakato wa kutokwa au malipo lazima usimamishwe mara moja. Kwa msaada wa mzunguko wa usawa wa nguvu, voltage ya betri husika inaweza kurudi kwa kiwango salama. Lakini kwa kufanya hivyo, mzunguko lazima uweze kuhamisha nishati kati ya seli wakati voltage ya seli moja inapoanza kutofautiana na voltage ya seli nyingine.

njia ya usawa wa malipo

1. Lazima jadi: Katika mfumo wa kawaida wa kushughulikia betri, kila betri imeunganishwa kwenye kipinga mzigo kupitia swichi. Mzunguko huu wa kulazimishwa unaweza kutekeleza betri zilizochaguliwa kibinafsi. Hata hivyo, njia hii inaweza tu kuchajiwa ili kukandamiza kupanda kwa voltage ya betri yenye nguvu zaidi. Ili kupunguza matumizi ya nguvu, mzunguko kawaida huruhusu tu kutokwa kwa sasa ndogo ya 100 mA, ambayo inasababisha usawa wa malipo ambayo huchukua saa kadhaa.

2. Mbinu ya kusawazisha kiotomatiki: Kuna mbinu nyingi za kusawazisha otomatiki zinazohusiana na nyenzo, zote zinahitaji kipengele cha kuhifadhi nishati ili kubeba nishati. Ikiwa capacitor inatumiwa kama kipengele cha kuhifadhi, kuunganisha kwa betri yoyote kunahitaji safu kubwa ya swichi. Njia ya ufanisi zaidi ni kuhifadhi nishati katika uwanja wa magnetic. Sehemu muhimu katika mzunguko ni transformer. Mfano huo ulitengenezwa na timu ya maendeleo ya Infineon kwa ushirikiano na Vogt Electronic Components Co., Ltd. Kazi zake ni kama ifuatavyo:

A. Hamisha nishati kati ya betri

Unganisha voltage ya seli nyingi kwenye voltage ya msingi ya pembejeo ya ADC

Mzunguko hutumia kanuni ya kibadilishaji cha reverse scan. Transfoma hii inaweza kuhifadhi nishati katika uwanja wa sumaku.