Af hverju getur' ekki nýja orkubílarafhlaðan sýnt nákvæmlega það sem eftir er?
Með hraðri þróun rafknúinna ökutækja eru neytendur farnir að fylgjast vel með úrvali rafknúinna ökutækja. Sumir notendur eru jafnvel með kvíða í mílufjölda, af ótta við fyrirbæri svipað og skyndilega slökkt er á farsíma rafhlöðu þegar það klárast. Í dag skulum við ræða ítarlega um erfiðleika og aðferðir við nákvæma mælingu á rafgeymum bílsins.
Erfiðleikar við að mæla rafgeymistig rafknúinna ökutækja
Framleiðandi Dissmann Fuses, með 20 ára' reynsla, til að fá meiri upplýsingar. hafðu samband með tölvupósti: anna@delfuse.com eða WhatsApp: +86 18813915908
Dissmann öryggi eru mikið notaðar í rafknúnum ökutækjum, tvinnbensíni og eldsneytis klefi ökutæki og lykilhlutum þess (PACK / PDU / BDU / MSD / rafmagns / háþrýstistengi osfrv.), EV hleðslutæki / EV charing stafli kerfi / eining, máttur kynslóðarkerfi, 5G samskiptaafl, skýjamiðlarinn aflgjafi, orkugeymsla, AGV (færa til að senda mannlaus ökutæki), fallega svæðið ferðamannabíll, golfbíll, heilsugæslu, gangandi, búnað og byggingarvélar, jarðhitakerfi, PV Sólblöndunarkassi, DC spenna aflgjafastýring, iðnaðarvélar og búnaður og önnur svæði DC háspennuforritasviða.
Leyfðu mér að tala fyrst um erfiðleikana? Þættir sem taka þátt í nákvæmri mælingu rafmagnsrafhlöðu rafknúinna ökutækja eru meðal annars:
1. Rafhlöðuefni rafknúinna ökutækja eru fjölbreytt
Nákvæmni er mikilvægur þáttur í eldsneytismælingu rafhlöðu rafgeymis. Rafhlöðuefni rafknúinna ökutækja eru margvísleg. Þar á meðal litíum járnfosfat LiFePO4 rafhlaða (rauður ferill), litíum kóbalt oxíð rafhlaða LiCoO2 rafhlaða (blá ferill) og nýjar efnafræðilegar rafhlöður eins og þriggja þátta NMC rafhlaða (svart ferill). Þeir hafa mismunandi kröfur um mælingu á eldsneytisrafhlöðu. Fyrir litíum járnfosfat LiFePO4 rafhlöður er losunarferillinn flatur og nákvæmni mælinga á klefi spennu skiptir sköpum. Til að koma í veg fyrir hleðslu og hleðslu ættu rafhlöður að vera á bilinu 20% til 90% af fullri getu. Í 85kWh rafhlöðunni er afkastagetan sem hægt er að nota við venjulegan akstur aðeins 60,9 kWh. Ef mæliskekkjan er 5%, til að halda áfram öruggri notkun rafhlöðunnar, verður að geyma rafgeyminn á milli 25% og 85%. Heildarnýtingargetan hefur verið minnkuð úr 70% í 60%.
Rafhlaða rafknúins ökutækis öruggt tiltækt aflsvið
2. Notkunarumhverfi rafknúinna ökutækja er afar harkalegt
Rafknúin ökutæki geta farið til Mohe til að upplifa lágan hita í mínus 40 gráður í norðri og geta farið til Huoyan-fjalls í vestri til að fá bruna í mínus 50 gráður. Á sama tíma setja raki, vélræn streita og meira en 15 ára líftími fram kröfur um umhverfisþol fyrir rafhlöður sem eru mjög frábrugðnar þeim sem eru fyrir farsíma rafhlöður.
3. Rafhlaða rafknúins ökutækis er rafhlöðupakki með flókna uppbyggingu
Uppbygging rafhlöðupakka rafknúinna ökutækja
Rafhlaða rafknúins ökutækis er samsett úr grunn rafhlöðufrumunni til að mynda rafgeymiseiningu og þá myndar einingareiningin rafhlöðupakka. Farsíminn er einn klefi. Rafgeymir rafknúinna ökutækja samanstendur af nokkrum rafhlöðum sem eru tengdar í röð. Dæmigerður rafhlöðupakki (með 96 frumum í röð) mun framleiða heildarspennu meira en 400 V þegar hún er hlaðin við 4,2 V. Því fleiri frumur í rafhlöðupakkanum, því hærri er spennan náð. Hleðsla og losunarstraumar allra rafgeyma eru þeir sömu en fylgjast verður með spennunni á hverri rafhlöðu. Til þess að koma til móts við þann mikla fjölda rafgeyma sem krafist er fyrir aflmikil bifreiðakerfi er mörgum rafhlöðum venjulega skipt í nokkra eininga og komið fyrir í öllu lausu rými ökutækisins. Dæmigerð eining hefur 10 til 24 rafhlöður og er hægt að setja hana saman í mismunandi stillingum til að passa fyrir marga ökutækjapalla. Hægt er að nota mátahönnun sem grunn að stórum rafhlöðupökkum. Það gerir kleift að setja íhluta rafhlöðunnar á stærra svæði og nýta þannig rýmið betur.
Fataáhrif rafhlöðupakka
Á sama tíma, vegna þess að rafhlaðan er samsett úr mörgum frumum, takmarkar veikasta klefi árangur heildar rafhlöðupakkans. Það er einnig þekkt sem fötuáhrif. Heildaraflið er takmarkað af krafti veikustu frumunnar. Ofhleðsla eða ofhleðsla mun skemma samsvarandi frumur.
Bæting mælitækni rafhlöðunnar hjálpar nákvæmri mælingu á rafhlöðuafli rafknúinna ökutækja
Eftir að hafa talað um erfiðleikana við að mæla rafhlöðustig rafknúinna ökutækja skulum við tala um lausn' Reyndar, með hröðum framförum í mælitækni rafhlöðunnar, hjálpar það til við að mæla nákvæmlega rafhlöðuafl rafknúinna ökutækja. Þetta er einnig forgangsverkefni núverandi rafbílaþróunar. Ein kjarnatæknin er rafhlöðustjórnunarkerfið BMS.
Rafhlöðuumsýslukerfi BMS forritablokk
BMS skýringarmynd rafhlöðustjórnunarkerfisins sýnir dæmigerðan rafhlöðupakka með 96 frumum, skipt í 8 einingar, hver með 12 rafhlöðufrumum. Í þessu dæmi er rafhlöðueftirlitið LTC6811 sem getur mælt 12 rafhlöður. IC hefur mælisvið rafhlöðunnar 0 V til 5 V og er hentugur fyrir flest forrit fyrir rafhlöðuefnafræði. Hægt er að tengja mörg tæki í röð til að fylgjast með löngum háspennu rafhlöðupökkum samtímis. Tækið inniheldur óvirkt jafnvægi á hverri klefi. Gögnum er skipt á báðum hliðum einangrunarhindrunarinnar og tekin saman af kerfisstjóranum, sem sér um að reikna út SOC, stjórna jafnvægi rafhlöðunnar, kanna SOH og halda öllu kerfinu innan öruggra marka.
Rafhlaða stjórnunarkerfi: heill merkjakeðja
Há nákvæmni mælinga klefa stækkar tiltækt aflsvið
Mæling á klefi spennu og rafhlöðusvið
Eins og" heili" á bak við rafhlöðupakkann heldur BMS tækni utan um afl, hleðslu og losun og veitir nákvæmar mælingar meðan á notkun ökutækisins stendur. Meiri nákvæmni mælinga á rafhlöðufrumum getur aukið svið rafhlöðunnar sem er í boði. Ef nákvæmni er aukin í 1% (fyrir LiFePO4 rafhlöðu úr litíum járnfosfati, mæliskekkja 1 mV jafngildir SOC villu 1%), þá getur rafhlaðan unnið á milli 21% og 89% af fullri getu, hækkun um 8%. Notkun sömu rafhlöðu og nákvæmari BMS getur aukið kílómetrafjölda bílsins á hleðslu.
Taktu Analog Devices ADI sem dæmi, BMS rafhlöðuumsýslukerfi rafhlöðu helstu eftirlits IC vörur hafa verið endurteknar til fjórðu kynslóðar. Hægt er að fylgjast með spennu og hitastigi 12 eða fleiri frumurása með mikilli nákvæmni með meiri nákvæmni en 1,2 mV.
2. Nákvæm Zener viðmiðunarheimild til að takast á við erfiðar áskoranir í umhverfinu
↑ BMS IC innri reitrit
BMS hringrásarhönnuðir áætla venjulega nákvæmni mælirásar rafgeyma út frá forskriftum á gagnablaðinu. Reyndar ráða önnur áhrif í raunverulegum forritum venjulega mæliskekkjunni. Þættir sem hafa áhrif á nákvæmni mælinga eru ma:
PCB samsetningarálag
rakastig
Hitastig
Langtíma svíf
Hljóðtækni verður að taka tillit til allra þessara þátta til að veita framúrskarandi frammistöðu. Mælanákvæmni IC er aðallega takmörkuð af viðmiðunarspennu Voltage Reference. Viðmiðunarspenna er mjög viðkvæm fyrir vélrænni streitu. Hitahjólreiðar við PCB lóða geta myndað kísilálag. Raki er önnur orsök kísilálags, vegna þess að pakkinn gleypir raka. Kísilálag mun slaka á með tímanum og leiða til langtímaskriðs viðmiðunarspennu.
↑ Nákvæmni hefur áhrif á PCB samsetningarálag (efst til vinstri), rakastig (efst til hægri), hitastig (neðst til vinstri) og langtímaskrið (neðst til hægri)
LTC68xx röðin notar Zener díóða viðmiðunar spennu uppsprettu á rannsóknarstofu, sem er tækni sem ADI hefur stöðugt batnað eftir meira en 30 ár. Grafnar Zener díóðir setja vegamótin fyrir neðan kísil yfirborðið, fjarri áhrifum mengunarefna og oxíðlaga. Niðurstaðan er sú að Zener díóða hafa framúrskarandi langtíma stöðugleika, lágan hávaða og tiltölulega nákvæm upphafsþol. Rekið er minna en 1 mV á öllu hitastiginu í bílum frá -40 ° C til ~ 125 ° C. Með tímanum hefur viðmiðunarspennugjafi Zener díóða betri stöðugleika, að minnsta kosti 5 sinnum hærri en viðmiðunarspennugjafi bandsins. Svipaðar álagsprófanir á rakastigi og PCB samsetningu sýna að árangur grafins Zener díóða er betri en viðmiðunarspennugjafinn fyrir bilið.
3. Frumujafnvægið brýtur fötuáhrifin
↑ Óvirkur rafhlöðujafnvægi með blæðingarþol
BMS veitir einnig mikilvægar verndarráðstafanir til að koma í veg fyrir skemmdir á rafhlöðum. Rafhlöðupakkinn samanstendur af mörgum hópum sjálfstæðra rafhlöðufrumna, sem vinna óaðfinnanlega saman til að veita bílnum hámarksafköst. Ef rafhlöðufrumurnar missa jafnvægi verða þær fyrir áhrifum af álagi sem leiðir til ótímabærrar endalokunar hleðslu sem styttir heildarlíf rafhlöðu.
Aðgerðalaus jafnvægi gerir að verkum að hver eining rafhlöðupakkans er um það bil sú sama og veikasta einingin. Það notar tiltölulega lágan straum meðan á hleðslunni stendur og eyðir litlu magni af háum SoC rafhlöðu, þannig að allar rafhlöður eru hlaðnar að hámarki SoC. Þetta næst með rofa- og blæðingarviðnámi sem er tengdur samhliða hverri rafhlöðuhólf. Háa SoC rafhlaðan er tæmd (rafmagnið dreifist í viðnáminu), þannig að hleðslan getur haldið áfram þar til allar rafhlöður eru fullhlaðnar.
↑ Sambandið milli tiltæks afls og sóunar á rafhlöðu
Hér að ofan auðveldar endurbætur á rafhlöðumælingartækni nákvæma mælingu rafmagnsrafhlöðu rafknúinna ökutækja með því að auka tiltækt svið aflsins, nákvæma Zener viðmiðunargjafa til að takast á við erfiðar umhverfisáskoranir og frumujafnvægi til að brjóta fötuáhrifin. Það jafngildir því að lágmarka froðuna efst á bjórnum og skilja eftir ósvikinn drykk á sanngjörnu verði. Framtíðar rafknúin rafhlöðu tækni verður örugglega nákvæmari og gáfulegri. Þar með útrýmir þú kílakvíða notanda&# 39, sem gerir neytendum kleift að ferðast á vellíðan.