ईवीएस में वोल्टेज और करंट सिंक्रोनाइज़ेशन के साथ इंटेलिजेंट जंक्शन बॉक्स

ईवीएस में वोल्टेज और करंट सिंक्रोनाइज़ेशन के साथ इंटेलिजेंट जंक्शन बॉक्स

जैसे-जैसे इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) अधिक लोकप्रिय होते जा रहे हैं, कार निर्माताओं के लिए चुनौती यह है कि कार को अधिक किफायती बनाते हुए ड्राइवरों की "रेंज की चिंता" को दूर किया जाए।यह उच्च ऊर्जा घनत्व के साथ बैटरी पैक को कम लागत में बदलने में अनुवाद करता है।ड्राइविंग रेंज का विस्तार करने के लिए कोशिकाओं से संग्रहीत और पुनर्प्राप्त किया गया हर एक वाट-घंटे महत्वपूर्ण है।

वोल्टेज, तापमान और करंट का सटीक माप होना सिस्टम में हर सेल के चार्ज की स्थिति या स्वास्थ्य की स्थिति का उच्चतम अनुमान प्राप्त करने के लिए सर्वोपरि है।

बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) का मुख्य कार्य सेल वोल्टेज, पैक वोल्टेज और पैक करंट की निगरानी करना है।चित्र 1a हरे बॉक्स में एक बैटरी पैक दिखाता है जिसमें कई सेल स्टैक किए गए हैं।सेल सुपरवाइज़र यूनिट में सेल के वोल्टेज और तापमान की जाँच करने वाले सेल मॉनिटर शामिल हैं।
बुद्धिमान BJB के लाभ:

तारों और केबलिंग हार्नेस को हटा देता है।
कम शोर के साथ वोल्टेज और करंट माप में सुधार करता है।
हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर विकास को सरल बनाता है।क्योंकि टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स (TI) पैक मॉनिटर और सेल मॉनिटर उपकरणों के एक ही परिवार से आते हैं, उनका आर्किटेक्चर और रजिस्टर मैप सभी बहुत समान हैं।
सिस्टम निर्माताओं को पैक वोल्टेज और वर्तमान माप को सिंक्रनाइज़ करने में सक्षम बनाता है।छोटे सिंक्रोनाइज़ेशन विलंब राज्य के प्रभारी अनुमानों को बढ़ाते हैं।
वोल्टेज, तापमान और वर्तमान माप
वोल्टेज: वोल्टेज को विभाजित-डाउन रेसिस्टर स्ट्रिंग्स का उपयोग करके मापा जाता है।ये माप जांचते हैं कि इलेक्ट्रॉनिक स्विच खुले हैं या बंद हैं।
तापमान: तापमान माप शंट रोकनेवाला के तापमान की निगरानी करता है ताकि एमसीयू मुआवजा लागू कर सके, साथ ही संपर्ककर्ताओं के तापमान को सुनिश्चित करने के लिए कि वे तनावग्रस्त नहीं हैं
वर्तमान: वर्तमान माप इस पर आधारित हैं:
एक शंट रोकनेवाला।क्योंकि एक EV में धाराएं हजारों एम्पीयर तक जा सकती हैं, ये शंट प्रतिरोधक अत्यंत छोटे होते हैं - 25 µOhms से 50 µOhms की सीमा में।
एक हॉल-इफेक्ट सेंसर।इसकी गतिशील रेंज आम तौर पर सीमित होती है, इस प्रकार, कभी-कभी पूरी रेंज को मापने के लिए सिस्टम में कई सेंसर होते हैं।हॉल-इफेक्ट सेंसर स्वाभाविक रूप से विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।हालाँकि, आप इन सेंसरों को सिस्टम में कहीं भी रख सकते हैं, और वे स्वाभाविक रूप से एक अलग माप प्रदान कर रहे हैं।
वोल्टेज और वर्तमान तुल्यकालन

वोल्टेज और करंट सिंक्रोनाइज़ेशन समय की देरी है जो पैक मॉनिटर और सेल मॉनिटर के बीच वोल्टेज और करंट के नमूने के लिए मौजूद है।इन मापों का उपयोग मुख्य रूप से विद्युत-प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से आवेश की स्थिति और स्वास्थ्य की स्थिति की गणना के लिए किया जाता है।सेल में वोल्टेज, करंट और पावर को मापकर सेल के प्रतिबाधा की गणना करने से बीएमएस कार की तात्कालिक शक्ति की निगरानी कर सकता है।

सबसे सटीक शक्ति और प्रतिबाधा अनुमान प्रदान करने के लिए सेल वोल्टेज, पैक वोल्टेज और पैक करंट को समय-सिंक्रनाइज़ किया जाना चाहिए।एक निश्चित समय अंतराल के भीतर नमूने लेना तुल्यकालन अंतराल कहलाता है।तुल्यकालन अंतराल जितना छोटा होगा, शक्ति अनुमान या प्रतिबाधा अनुमान उतना ही सटीक होगा।गैर-सिंक्रनाइज़ किए गए डेटा की त्रुटि आनुपातिक है।स्टेट-ऑफ़-चार्ज अनुमान जितना सटीक होगा, ड्राइवरों को उतना ही अधिक माइलेज मिलेगा।

तुल्यकालन आवश्यकताएँ

अगली पीढ़ी के बीएमएस को 1 एमएस से कम में सिंक्रनाइज़ वोल्टेज और वर्तमान माप की आवश्यकता होगी, लेकिन इस आवश्यकता को पूरा करने में चुनौतियां हैं:

सभी सेल मॉनिटर और पैक मॉनिटर में अलग-अलग घड़ी स्रोत होते हैं;इसलिए, प्राप्त किए गए नमूने स्वाभाविक रूप से सिंक्रनाइज़ नहीं होते हैं।
प्रत्येक सेल मॉनिटर छह से 18 कोशिकाओं तक माप सकता है;प्रत्येक सेल का डेटा 16 बिट लंबा होता है।बहुत सारे डेटा हैं जिन्हें डेज़ी-चेन इंटरफ़ेस पर संचारित करने की आवश्यकता है, जो वोल्टेज और वर्तमान सिंक्रनाइज़ेशन के लिए अनुमत समय बजट का उपभोग कर सकता है।
कोई भी फ़िल्टर जैसे वोल्टेज फ़िल्टर या वर्तमान फ़िल्टर सिग्नल पथ को प्रभावित करता है, वोल्टेज और वर्तमान सिंक्रनाइज़ेशन देरी में योगदान देता है।
TI के BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 और BQ79612-Q1 बैटरी मॉनिटर सेल मॉनिटर और पैक मॉनिटर को ADC स्टार्ट कमांड जारी करके समय संबंध बनाए रख सकते हैं।ये TI बैटरी मॉनिटर, डेज़ी-चेन इंटरफ़ेस के नीचे ADC स्टार्ट कमांड को ट्रांसमिट करते समय प्रसार विलंब की भरपाई के लिए विलंबित ADC सैंपलिंग का भी समर्थन करते हैं।

निष्कर्ष

ऑटोमोटिव उद्योग में हो रहे बड़े पैमाने पर विद्युतीकरण प्रयास सिस्टम सुरक्षा को बढ़ाते हुए, जंक्शन बॉक्स में इलेक्ट्रॉनिक्स जोड़कर बीएमएस की जटिलता को कम करने की आवश्यकता को चला रहे हैं।एक पैक मॉनिटर स्थानीय रूप से रिले से पहले और बाद में वोल्टेज को माप सकता है, बैटरी पैक के माध्यम से करंट।वोल्टेज और वर्तमान माप में सटीकता में सुधार सीधे बैटरी के इष्टतम उपयोग में परिणत होगा।

प्रभावी वोल्टेज और करंट सिंक्रोनाइज़ेशन सटीक स्थिति-स्वास्थ्य, राज्य-प्रभारी और विद्युत प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी गणना को सक्षम बनाता है जिसके परिणामस्वरूप बैटरी के जीवन का विस्तार करने के साथ-साथ ड्राइविंग रेंज में वृद्धि होगी।