Pagsusuri ng paraan ng balanse ng aktibong singil

Ang Automotive Systems Engineering Department ng Infineon Technologies na nakabase sa Munich ay nakatanggap kamakailan ng isang pagtatalaga upang bumuo ng mga de-kuryenteng sasakyan. Ang isang de-kuryenteng sasakyan ay isang sasakyang mada-drive, na may malaking kahalagahan para sa pagpapakita ng pagganap ng kuryente ng mga hybrid na de-koryenteng sasakyan. Ang sasakyan ay papaganahin ng isang malaking lithium battery pack, at nauunawaan ng mga developer na kailangan ang balanseng baterya. Sa kasong ito, kailangan mong pumili ng awtomatikong paglipat ng enerhiya sa pagitan ng mga baterya sa halip na ang tradisyonal na simpleng paraan ng pagbabalanse ng singil. Ang self-charge balancing system na kanilang binuo ay makakapagbigay ng higit na mahusay na mga function sa parehong halaga gaya ng mandatoryong plano.

Istraktura ng baterya

Ang mga bateryang Ni-Cd at Ni-MH ay nangingibabaw sa merkado ng baterya sa loob ng maraming taon. Bagaman ang 18650 lithium na baterya ay isang produkto na kamakailan lamang ay pumasok sa merkado, ang bahagi nito sa merkado ay mabilis na tumataas dahil sa malaking pagpapabuti sa pagganap. Ang kapasidad ng imbakan ng mga baterya ng lithium ay kahanga-hanga, ngunit kahit na gayon, ang kapasidad ng isang baterya ay hindi sapat para sa boltahe o kasalukuyang upang matugunan ang mga pangangailangan ng isang hybrid na makina. Maaaring ikonekta ang maramihang mga baterya nang magkatulad upang mapataas ang kasalukuyang suplay ng kuryente ng baterya, at maraming mga baterya ang maaaring konektado sa serye upang mapataas ang boltahe ng supply ng kuryente ng baterya.

Ang mga nagtitipon ng baterya ay kadalasang gumagamit ng mga acronym upang ilarawan ang kanilang mga produkto ng baterya, gaya ng 3P50S, na nangangahulugang isang battery pack na binubuo ng 3 magkakatulad na baterya at 50 na baterya sa serye.

Ang modular na istraktura ay perpekto para sa paghawak ng mga baterya, kabilang ang maraming serye ng mga cell ng baterya. Halimbawa, sa hanay ng baterya ng 3P12S, bawat 12 cell ng baterya ay konektado sa serye upang bumuo ng isang bloke. Ang mga bateryang ito ay maaaring kontrolin at balansehin ng isang electronic circuit na nakasentro sa isang microcontroller.

Ang output boltahe ng module ng baterya ay depende sa bilang ng mga baterya na konektado sa serye at ang boltahe ng bawat baterya. Ang boltahe ng isang baterya ng lithium ay karaniwang nasa pagitan ng 3.3V at 3.6V, kaya ang boltahe ng module ng baterya ay humigit-kumulang sa pagitan ng 30V at 45V.

Ang hybrid power ay pinapagana ng 450 volt DC power supply. Upang mabayaran ang pagbabago sa boltahe ng baterya sa estado ng singil, angkop na ikonekta ang isang DC-DC converter sa pagitan ng pack ng baterya at ng makina. Nililimitahan din ng converter ang kasalukuyang output ng battery pack.

Upang matiyak na gumagana ang DC-DC converter sa pinakamahusay na kondisyon, ang boltahe ng baterya ay dapat nasa pagitan ng 150V ~ 300V. Samakatuwid, 5 hanggang 8 na mga module ng baterya ang kailangan sa serye.

ang pangangailangan para sa balanse

Kapag lumampas ang boltahe sa pinapayagang limitasyon, ang baterya ng lithium ay madaling masira (tulad ng ipinapakita sa Figure 2). Kapag lumampas ang boltahe sa upper at lower limits (2V para sa nano-phosphate lithium batteries, 3.6V para sa upper limit), ang baterya ay maaaring masira nang hindi na maayos. Bilang isang resulta, hindi bababa sa ang self-discharge ng baterya ay pinabilis. Ang output boltahe ng baterya ay stable sa isang malawak na hanay ng state of charge (SOC), at halos walang panganib na lumampas ang boltahe sa pamantayan sa loob ng isang ligtas na saklaw. Ngunit sa magkabilang dulo ng ligtas na hanay, ang curve ng pagsingil ay medyo matarik. Samakatuwid, bilang isang panukalang pang-iwas, kinakailangan na malapit na subaybayan ang boltahe.

Kung ang boltahe ay umabot sa isang kritikal na halaga, ang proseso ng paglabas o pagsingil ay dapat na ihinto kaagad. Sa tulong ng isang matatag na circuit ng balanse, ang boltahe ng nauugnay na baterya ay maaaring ibalik sa isang ligtas na sukat. Ngunit para magawa ito, ang circuit ay dapat na makapaglipat ng enerhiya sa pagitan ng mga cell kapag ang boltahe ng alinmang cell ay nagsimulang mag-iba mula sa boltahe ng iba pang mga cell.

paraan ng balanse ng singil

1. Tradisyonal na mandatory: Sa isang tipikal na sistema ng paghawak ng baterya, ang bawat baterya ay konektado sa isang load resistor sa pamamagitan ng switch. Ang sapilitang circuit na ito ay maaaring mag-discharge ng mga indibidwal na piniling baterya. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay maaari lamang i-recharge upang sugpuin ang pagtaas ng boltahe ng pinakamalakas na baterya. Upang limitahan ang pagkonsumo ng kuryente, karaniwang pinapayagan lamang ng circuit ang pag-discharge sa isang maliit na kasalukuyang 100 mA, na nagreresulta sa balanse ng pagsingil na tumatagal ng ilang oras.

2. Awtomatikong paraan ng pagbabalanse: Maraming mga awtomatikong paraan ng pagbabalanse na nauugnay sa mga materyales, na lahat ay nangangailangan ng elemento ng pag-iimbak ng enerhiya upang magdala ng enerhiya. Kung ang isang kapasitor ay ginagamit bilang isang elemento ng imbakan, ang pagkonekta nito sa anumang baterya ay nangangailangan ng isang malaking hanay ng mga switch. Ang isang mas epektibong paraan ay ang pag-imbak ng enerhiya sa isang magnetic field. Ang pangunahing bahagi sa circuit ay ang transpormer. Ang prototype ay binuo ng Infineon development team sa pakikipagtulungan sa Vogt Electronic Components Co., Ltd. Ang mga function nito ay ang mga sumusunod:

A. Maglipat ng enerhiya sa pagitan ng mga baterya

Ikonekta ang boltahe ng maraming mga cell sa base boltahe ng ADC input

Ginagamit ng circuit ang prinsipyo ng isang reverse scan transformer. Ang transpormer na ito ay maaaring mag-imbak ng enerhiya sa isang magnetic field.