Mengapakah' bateri kenderaan tenaga baru dapat menunjukkan daya yang tinggal dengan tepat?
Dengan perkembangan kenderaan elektrik yang pesat, pengguna mulai memperhatikan rangkaian kenderaan elektrik. Sebilangan pengguna bahkan mengalami kebimbangan jarak tempuh, kerana takut akan fenomena yang serupa dengan penutupan bateri telefon bimbit secara tiba-tiba ketika habis. Hari ini, mari kita bincangkan secara terperinci mengenai kesukaran dan kaedah pengukuran pengukuran kuasa bateri kereta dengan tepat.
Kesukaran mengukur tahap bateri kenderaan elektrik
Pengilang Dissmann Fuses, dengan 20 tahun' pengalaman, untuk maklumat lanjut. hubungi kami melalui E-mel: anna@delfuse.com atau WhatsApp: +86 18813915908
Dissmann Fuse digunakan secara meluas dalam kenderaan elektrik, petrol hybrid dan kenderaan sel bahan bakar dan bahagian-bahagian utamanya (PACK / PDU / BDU / MSD / Electric / penyambung tekanan tinggi, dll.), Pengecas EV / sistem cerucuk EV / Modul, daya sistem penjanaan, bekalan kuasa komunikasi 5G, bekalan kuasa pelayan awan, penyimpanan tenaga, AGV (bergerak untuk menghantar kenderaan tanpa pemandu), kereta pelancongan kawasan indah, kereta golf, penjagaan kesihatan, berjalan kaki, peralatan dan mesin pembinaan, sistem pemanasan tanah, PV Kotak pemadam suria, kawalan bekalan kuasa voltan DC, mesin dan peralatan industri, dan kawasan lain bidang aplikasi voltan tinggi DC.
Biarkan saya bercakap mengenai kesukaran terlebih dahulu? Faktor-faktor yang terlibat dalam pengukuran tepat bateri kenderaan elektrik termasuk:
1. Bahan bateri kuasa kenderaan elektrik adalah pelbagai
Ketepatan adalah ciri penting pengukuran bahan bakar bateri kenderaan elektrik. Bahan bateri kuasa kenderaan elektrik adalah pelbagai. Termasuk bateri litium besi fosfat LiFePO4 (lengkung merah), bateri litium kobalt oksida LiCoO2 (lengkung biru) dan bateri bahan kimia baru seperti bateri NMC tiga elemen (lengkung hitam). Mereka mempunyai keperluan yang berbeza untuk pengukuran bahan bakar bateri. Untuk bateri lithium iron fosfat LiFePO4, keluk pelepasan rata, dan ketepatan pengukuran voltan sel sangat penting. Untuk mengelakkan pengisian dan pengisian yang berlebihan, sel bateri harus disimpan antara 20% dan 90% dari kapasiti penuh. Dalam bateri 85kWh, kapasiti yang dapat digunakan untuk pemanduan biasa hanya 60.9 kWh. Sekiranya kesalahan pengukuran adalah 5%, untuk meneruskan operasi bateri yang selamat, kapasiti bateri mesti dijaga antara 25% dan 85%. Jumlah kapasiti boleh guna telah dikurangkan dari 70% menjadi 60%.
Bateri kuasa kenderaan elektrik selamat tersedia dalam julat kuasa
2. Persekitaran penggunaan kenderaan elektrik sangat keras
Kenderaan elektrik boleh pergi ke Mohe untuk mengalami suhu rendah minus 40 darjah di utara, dan mungkin pergi ke Gunung Huoyan di barat untuk mengalami luka bakar minus 50 darjah. Pada masa yang sama, kelembapan, tekanan mekanikal dan jangka hayat lebih dari 15 tahun mengemukakan syarat toleransi persekitaran untuk bateri kuasa yang sangat berbeza dengan bateri telefon bimbit.
3. Bateri kuasa kenderaan elektrik adalah pek bateri dengan struktur yang rumit
Struktur pek bateri kenderaan elektrik
Bateri kuasa kenderaan elektrik terdiri daripada Sel sel bateri paling asas untuk membentuk Modul modul bateri, dan kemudian modul modul membentuk Pek bateri. Telefon bimbit adalah satu sel. Bateri kenderaan elektrik terdiri daripada beberapa bateri yang dihubungkan secara bersiri. Pek bateri biasa (dengan 96 sel dalam siri) akan menghasilkan voltan total lebih dari 400 V apabila dicas pada 4.2 V. Semakin banyak sel dalam pek bateri, semakin tinggi voltan yang dicapai. Arus pengisian dan pemakaian semua bateri adalah sama, tetapi voltan pada setiap bateri mesti dipantau. Untuk menampung sejumlah besar bateri yang diperlukan untuk sistem automotif berkuasa tinggi, beberapa bateri biasanya dibahagikan kepada beberapa modul dan diletakkan di seluruh ruang kenderaan yang ada. Modul khas mempunyai 10 hingga 24 bateri dan dapat dipasang dalam konfigurasi yang berbeza agar sesuai dengan pelbagai platform kenderaan. Reka bentuk modular dapat digunakan sebagai asas untuk pek bateri besar. Ia membolehkan komponen bateri diletakkan di kawasan yang lebih besar, sehingga menjadikan penggunaan ruang lebih efisien.
Kesan baldi pek bateri
Pada masa yang sama, kerana bateri kuasa terdiri daripada beberapa sel, sel yang paling lemah menghadkan prestasi keseluruhan pek bateri. Ia juga dikenali sebagai kesan baldi. Kuasa keseluruhan dibatasi oleh kekuatan sel yang paling lemah. Pengisian berlebihan atau pengisian berlebihan akan merosakkan sel yang sesuai.
Peningkatan teknologi pengukuran bateri membantu pengukuran daya bateri kenderaan elektrik yang tepat
Setelah bercakap mengenai kesukaran mengukur tahap bateri kenderaan elektrik, mari&# 39 berbicara mengenai penyelesaiannya. Sebenarnya, dengan peningkatan pesat teknologi pengukuran bateri, ia membantu mengukur kekuatan bateri kenderaan elektrik dengan tepat. Ini juga merupakan keutamaan pembangunan kenderaan elektrik semasa. Salah satu teknologi teras adalah sistem pengurusan bateri BMS.
Gambarajah blok aplikasi BMS sistem pengurusan bateri
Gambarajah blok aplikasi sistem pengurusan bateri menunjukkan bateri biasa dengan 96 sel, dibahagikan kepada 8 modul, masing-masing dengan 12 sel bateri. Dalam contoh ini, IC monitor bateri adalah LTC6811 yang dapat mengukur 12 bateri. IC mempunyai julat pengukuran bateri dari 0 V hingga 5 V dan sesuai untuk kebanyakan aplikasi kimia bateri. Beberapa peranti boleh dihubungkan secara bersiri untuk memantau pek bateri voltan tinggi yang panjang secara serentak. Peranti ini merangkumi keseimbangan pasif setiap sel. Data ditukar di kedua sisi penghalang pengasingan dan disusun oleh pengawal sistem, yang bertanggung jawab untuk mengira SOC, mengawal keseimbangan bateri, memeriksa SOH, dan menjaga seluruh sistem dalam batas selamat.
Sistem pengurusan bateri: rantai isyarat lengkap
Ketepatan pengukuran sel yang tinggi memperluaskan julat kuasa yang ada
Ketepatan pengukuran voltan sel dan julat kuasa bateri
Sebagai&"otak GG"; di sebalik bateri, teknologi BMS menguruskan output kuasa, cas dan pelepasan, dan memberikan pengukuran yang tepat semasa operasi kenderaan. Ketepatan pengukuran voltan sel bateri yang lebih tinggi dapat memperluas jangkauan kuasa bateri yang ada. Sekiranya ketepatan dinaikkan menjadi 1% (untuk bateri lithium iron fosfat LiFePO4, ralat pengukuran 1 mV bersamaan dengan kesalahan SOC 1%), maka bateri dapat beroperasi antara 21% dan 89% dari kapasiti penuh, kenaikan 8%. Menggunakan bateri yang sama dan BMS yang lebih tepat dapat meningkatkan jarak tempuh kereta setiap cas.
Ambil Analog Devices ADI sebagai contoh, sistem pengurusan bateri BMS bateri sistem pemantauan utama IC telah diulang ke generasi keempat. Voltan dan suhu saluran sel 12 atau lebih dapat dipantau dengan ketepatan tinggi dengan ketepatan yang lebih baik daripada 1.2 mV.
2. Sumber rujukan Zener yang tepat untuk menghadapi cabaran persekitaran yang keras
Diagram Gambarajah blok dalaman BMS IC
Pereka litar BMS biasanya menganggar ketepatan litar pengukuran bateri berdasarkan spesifikasi dalam lembaran data. Sebenarnya, kesan lain dalam aplikasi dunia nyata biasanya menguasai ralat pengukuran. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketepatan pengukuran termasuk:
Tekanan pemasangan PCB
kelembapan
Pergerakan suhu
Peralihan jangka panjang
Teknologi bunyi mesti mempertimbangkan semua faktor ini untuk memberikan prestasi yang sangat baik. Ketepatan pengukuran IC terutamanya dibatasi oleh rujukan voltan voltan rujukan. Voltan rujukan sangat sensitif terhadap tekanan mekanikal. Kitaran termal semasa pematerian PCB dapat menghasilkan tekanan silikon. Kelembapan adalah penyebab lain dari tekanan silikon, kerana bungkusannya menyerap kelembapan. Tekanan silikon akan mengendur dari masa ke masa, yang membawa kepada arus voltan acuan jangka panjang.
↑ Ketepatan dipengaruhi oleh tekanan pemasangan PCB (kiri atas), kelembapan (kanan atas), drift suhu (kiri bawah) dan drift jangka panjang (kanan bawah)
Siri LTC68xx menggunakan sumber voltan rujukan diod Zener kelas makmal, yang merupakan teknologi yang terus diperbaiki oleh ADI setelah lebih dari 30 tahun. Diod Zener yang terkubur meletakkan persimpangan di bawah permukaan silikon, jauh dari pengaruh pencemaran dan lapisan oksida. Hasilnya adalah bahawa diod Zener mempunyai kestabilan jangka panjang yang sangat baik, kebisingan rendah, dan toleransi awal yang agak tepat. Drift kurang dari 1 mV dalam julat suhu keseluruhan automotif -40 ° C hingga -125 ° C. Lama kelamaan, sumber voltan rujukan diod Zener mempunyai kestabilan yang lebih baik, sekurang-kurangnya 5 kali lebih tinggi daripada sumber voltan rujukan jurang pita. Ujian tekanan kelembapan dan pemasangan PCB yang serupa menunjukkan bahawa prestasi diod Zener yang terkubur lebih baik daripada sumber voltan rujukan jurang pita.
3. Keseimbangan sel memecahkan kesan baldi
↑ Pengimbang bateri pasif dengan rintangan pendarahan
BMS juga memberikan langkah perlindungan penting untuk mencegah kerosakan bateri. Pek bateri terdiri daripada pelbagai kumpulan sel bateri bebas, yang bekerjasama dengan lancar untuk memberikan output kuasa maksimum kepada kereta. Sekiranya sel bateri kehilangan keseimbangan, ia akan dipengaruhi oleh tekanan, yang menyebabkan penamatan pengecasan pramatang, yang akan memperpendek jangka hayat bateri secara keseluruhan.
Pengimbangan pasif menjadikan kapasiti setiap unit pek bateri hampir sama dengan unit paling lemah. Ia menggunakan arus yang agak rendah selama kitaran pengisian dan menghabiskan sedikit tenaga dari bateri SoC yang tinggi, sehingga semua sel bateri dicas ke SoC maksimumnya. Ini dicapai melalui perintang suis dan pendarahan yang dihubungkan selari dengan setiap sel bateri. Bateri SoC yang tinggi habis (daya hilang dalam rintangan), jadi pengisian dapat diteruskan sehingga semua sel bateri terisi penuh.
↑ Hubungan antara kuasa yang ada dan pembaziran bateri kuasa
Di atas, peningkatan teknologi pengukuran bateri memudahkan pengukuran daya bateri kenderaan elektrik yang tepat dengan memperluas jangkauan kuasa yang ada, sumber rujukan Zener yang tepat untuk menangani cabaran persekitaran yang keras, dan pengimbangan sel untuk memecahkan kesan baldi. Ia sama dengan meminimumkan busa di bahagian atas bir, meninggalkan minuman asli pada harga yang berpatutan. Teknologi bateri kenderaan elektrik masa depan pasti akan lebih tepat dan lebih pintar. Dengan itu menghilangkan kegelisahan jarak tempuh pengguna&# 39, yang membolehkan pengguna melakukan perjalanan dengan selesa.