Faol zaryad balansi usuli tahlili

Myunxendagi Infineon Technologies kompaniyasining avtomobil tizimlari muhandisligi bo’limi yaqinda elektr transport vositalarini ishlab chiqish bo’yicha topshiriq oldi. Elektr transport vositasi – bu gibrid elektr transport vositalarining elektr ishlashini namoyish qilish uchun katta ahamiyatga ega bo’lgan boshqariladigan transport vositasi. Mashina katta lityum akkumulyatordan quvvat oladi va ishlab chiquvchilar muvozanatli akkumulyator zarurligini tushunishadi. Bunday holda, an’anaviy oddiy zaryad balanslash usuli o’rniga batareyalar o’rtasida avtomatik energiya uzatishni tanlashingiz kerak. Ular ishlab chiqqan o’z-o’zini zaryadlash balanslash tizimi majburiy reja bilan bir xil narxda yuqori funktsiyalarni ta’minlashi mumkin.

Batareya tuzilishi

Ni-Cd va Ni-MH batareyalari ko’p yillar davomida batareyalar bozorida hukmronlik qilmoqda. 18650 lityum batareya bozorga yaqinda kirgan mahsulot bo’lsa-da, uning bozor ulushi ishlashning sezilarli yaxshilanishi tufayli tez o’sib bormoqda. Lityum batareyalarning saqlash hajmi ta’sirchan, ammo shunga qaramay, gibrid dvigatelning ehtiyojlarini qondirish uchun bitta akkumulyatorning quvvati kuchlanish yoki oqim uchun etarli emas. Batareya quvvat manbai oqimini oshirish uchun bir nechta batareyalar parallel ravishda ulanishi mumkin va batareya quvvat manbai kuchlanishini oshirish uchun bir nechta batareyalar ketma-ket ulanishi mumkin.

Batareya yig’uvchilar odatda 3P50S kabi batareya mahsulotlarini tasvirlash uchun qisqartmalardan foydalanadilar, bu 3 ta parallel batareya va 50 ta ketma-ket batareyadan iborat batareya paketini anglatadi.

Modulli struktura akkumulyatorlarni, shu jumladan bir nechta batareya xujayralarini qayta ishlash uchun idealdir. Misol uchun, 3P12S batareyalar qatorida har 12 ta batareya xujayrasi blokni hosil qilish uchun ketma-ket ulanadi. Ushbu batareyalar mikrokontrollerda markazlashtirilgan elektron sxema orqali boshqarilishi va muvozanatlashtirilishi mumkin.

Batareya modulining chiqish kuchlanishi ketma-ket ulangan batareyalar soniga va har bir batareyaning kuchlanishiga bog’liq. Lityum batareyaning kuchlanishi odatda 3.3V dan 3.6V gacha, shuning uchun batareya modulining kuchlanishi taxminan 30V dan 45V gacha.

Gibrid quvvat 450 voltli doimiy tok manbaidan quvvatlanadi. Batareya kuchlanishining o’zgarishini zaryad holati bilan qoplash uchun batareya to’plami va dvigatel o’rtasida DC-DC konvertorini ulash maqsadga muvofiqdir. Konverter, shuningdek, batareya to’plamining joriy chiqishini cheklaydi.

DC-DC konvertorining eng yaxshi holatda ishlashini ta’minlash uchun batareyaning kuchlanishi 150V ~ 300V orasida bo’lishi kerak. Shuning uchun ketma-ket 5 dan 8 gacha batareya modullari kerak.

muvozanatga bo’lgan ehtiyoj

Voltaj ruxsat etilgan chegaradan oshib ketganda, lityum batareya osongina shikastlanadi (2-rasmda ko’rsatilganidek). Kuchlanish yuqori va pastki chegaralardan oshib ketganda (nano-fosfatli lityum batareyalar uchun 2V, yuqori chegara uchun 3.6V), batareya tuzatib bo’lmaydigan darajada shikastlanishi mumkin. Natijada, hech bo’lmaganda batareyaning o’z-o’zidan zaryadsizlanishi tezlashadi. Batareyaning chiqish kuchlanishi keng zaryadlangan holatda (SOC) barqarordir va xavfsiz diapazonda kuchlanishning standartdan oshib ketishi xavfi deyarli yo’q. Ammo xavfsiz diapazonning ikkala uchida ham zaryadlash egri chizig’i nisbatan tik. Shuning uchun, profilaktika chorasi sifatida, kuchlanishni diqqat bilan kuzatib borish kerak.

Agar kuchlanish kritik qiymatga yetsa, tushirish yoki zaryadlash jarayoni darhol to’xtatilishi kerak. Kuchli muvozanat sxemasi yordamida tegishli batareyaning kuchlanishi xavfsiz shkalaga qaytarilishi mumkin. Ammo buning uchun, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan har qanday hujayraning kuchlanishi boshqa hujayralarning kuchlanishidan farq qila boshlaganida, kontaktlarning zanglashiga olib, hujayralar o’rtasida energiya o’tkazish imkoniyatiga ega bo’lishi kerak.

zaryad balansi usuli

1. An’anaviy majburiy: Odatda batareyani qayta ishlash tizimida har bir batareya kalit orqali yuk qarshiligiga ulanadi. Ushbu majburiy sxema alohida tanlangan batareyalarni zaryadsizlantirishi mumkin. Biroq, bu usul faqat eng kuchli batareyaning kuchlanish kuchayishini bostirish uchun qayta zaryadlanishi mumkin. Quvvat iste’molini cheklash uchun sxema odatda faqat 100 mA kichik oqimda tushirishga imkon beradi, bu esa bir necha soat davom etadigan zaryad balansiga olib keladi.

2. Avtomatik balanslash usuli: Materiallar bilan bog’liq ko’plab avtomatik muvozanatlash usullari mavjud, ularning barchasi energiyani tashish uchun energiya saqlash elementini talab qiladi. Agar kondansatör saqlash elementi sifatida ishlatilsa, uni har qanday akkumulyatorga ulash uchun katta qator kalitlar kerak bo’ladi. Yana samarali usul energiyani magnit maydonda saqlashdir. Devrendagi asosiy komponent transformatordir. Prototip Infineon ishlab chiqish guruhi tomonidan Vogt Electronic Components Co., Ltd bilan hamkorlikda ishlab chiqilgan. Uning vazifalari quyidagilardan iborat:

A. Batareyalar orasidagi energiyani uzatish

Bir nechta hujayraning kuchlanishini ADC kirishining asosiy kuchlanishiga ulang

Sxema teskari ko’rish transformatorining printsipidan foydalanadi. Ushbu transformator energiyani magnit maydonda saqlashi mumkin.