Mga kasalukuyang solusyon sa sensing sa mga baterya ng ev / hev

Ang merkado ng de-kuryenteng sasakyan ay nakakakuha ng mabilis sa buong mundo. Ipinapakita ng mga pagtatantya na ang bilang ng mga de-koryenteng sasakyan sa kalsada sa buong mundo ay tatama sa 125 milyon sa 2030. Global market para sa Electric Vehicles (EV) at Hybrid. Upang makontrol ang daloy ng enerhiya at ma-optimize ang kahusayan sa mga subsystem ng powertrain ng HEV / EV tulad ng Traction Inverters, On-Board Charger (OBC), mga converter ng DC-DC, at Mga Sistema ng Pamamahala ng Baterya (BMS), mahalaga ang tumpak at tumpak na kasalukuyang pagsukat. Ang mga subsystem na may mataas na boltahe na ito ay kailangang sukatin ang malalaking alon sa mataas na mga voltages ng karaniwang-mode. Para sa mga kadahilanang panteknikal at pang-regulasyon, ang kasalukuyang mga sukat ay nangangailangan ng paghihiwalay pati na rin ang napakataas na pagganap sa malupit na mga kapaligiran sa automotive.

Ang mga tipikal na pagsasaayos ng mga de-koryenteng sasakyan sa India ay nasa ibaba:

i) 2-wheeler

1. Boltahe ng baterya pack = 48V, 72V
2. 1kW, 2kW Motor

ii) 3-wheeler

1. Boltahe ng baterya pack = 48V, 72V
2. 2kW, 4kW Motor

iii) 4-wheeler at bus

1. Boltahe ng pack ng baterya = 72V, 400V, 600V
2. 20kW hanggang 300kW

Ang isa sa mga pangunahing tampok upang ligtas ang isang de-koryenteng sasakyan ay ang mangolekta ng data at gumawa ng mabilis na mga pagkilos ng feedback nang lokal batay sa data na ito. Ang isang tulad ng data point na kung saan ay napakahalaga at susi sa kaligtasan ay ang kasalukuyang umaagos sa iba't ibang mga sub-system ng isang de-koryenteng sasakyan.

Maaari nating hatiin ang kasalukuyang sensing sa isang Electric Vehicle na malawak sa 3 kategorya tulad ng ipinakita sa ibaba:

1. Real time Overcurrent na proteksyon

1. Mga drive ng traksyon:
2. Circuit ng proteksyon ng baterya:

2. Kasalukuyang at pagmamanman ng kuryente para sa pag-optimize ng System

1. Pagsukat ng baterya
2. Pagkonsumo ng kuryente ng system
3. Power steering

3. Kasalukuyang pagsukat para sa mga closed circuit circuit

1. Application ng motor drive:
2. Mga converter ng DC / DC

Sa ibaba ay isang pangkalahatang-ideya ng mataas na antas ng iba't ibang mga solusyon mula sa TI para sa kasalukuyang mga application ng sensing. Ang Y axis ay ang karaniwang mode boltahe ng riles na kung saan ang kasalukuyang ay nadarama at ang X axis ay ang aktwal na amplitude ng kasalukuyang sinusukat.

Tulad ng ipinakita sa kasalukuyang figure sa itaas ay maaaring ma-sensed sa pamamagitan ng isang boltahe sa isang maliit na paglaban ng shunt o maaaring masukat sa pamamagitan ng pagsukat ng magnetic field na ginawa ng kasalukuyang habang dumadaloy sa conductor. Sa Ti nagbibigay kami ng mga solusyon para sa pagsukat ng kasalukuyang gamit ang parehong mga pamamaraan na nabanggit sa itaas.

Ang isang listahan ng mga solusyon na magagamit mula sa TI para sa kasalukuyang application ng sensing ay maaaring makita sa ibaba:

Hinahayaan nating tingnan ang bawat kaso ng paggamit ng kasalukuyang sensor sa kaunting lalim at tingnan ang ilang mga angkop na solusyon na magagamit mula sa TI para sa pareho.

1. Real time Over-kasalukuyang proteksyon

Ang kaso ng paggamit na ito ay karaniwang nakikita sa isang EV mula sa isang prospective na pangkaligtasan. Tulad ng mga baterya ay maaaring magpakawala ng napakalaking halaga ng kasalukuyang sa panahon ng paglitaw ng isang kasalanan, pagkakaroon ng real time error monitoring circuitry ay naging napakahalaga. Ang bilis at ang kawastuhan ng naturang isang circuitry ay ang pigura ng merito sa kasalukuyang sense amplifier. Sa ilang mga okasyon dahil ang uC ay may limitadong bandwidth, ang pag-sample ng kasalukuyang halaga ng analog - na nagko-convert sa isang digital na halaga na sinusundan ng isang paghahambing ng digital na halaga upang makita ang labis na daloy na sanhi ng isang malaking pagkaantala sa circuit ng proteksyon. Upang talakayin ang problemang ito ang TI ay nakagawa ng kasalukuyang sense amplifier na may pinagsamang mga paghahambing na ang threshold ay maaaring itakda at maaaring direktang mapakain sa makagambala na pin ng uC na nagdudulot ng isang malaking pagbawas sa labis na karga ng uC.

Ang ilan sa mga solusyon mula sa TI para sa kasalukuyang proteksyon ay:

Ang isang napakahusay na halimbawa ng kaso ng paggamit na ito ay ang paggamit ng isang kasalukuyang amplifier ng kahulugan bilang isang E fuse tulad ng ipinakita sa ibaba:

2. Kasalukuyang at pagmamanman ng kuryente para sa pag-optimize ng System

Ang kasalukuyang at pag-monitor ng kuryente ay karaniwang ipinatutupad sa mga system ng de-kuryenteng sasakyan upang masubaybayan ang kabuuang kasalukuyang pagkonsumo mula sa baterya at sa gayon ay nagbibigay ng impormasyong real-time sa driver tungkol sa singil na natira sa baterya ng sasakyan gamit ang mga algorithm tulad ng pagbibilang ng coulomb. Bukod sa gamit sa itaas kaso kasalukuyang pagsubaybay sa mga sasakyan Ay ginagamit sa iba't ibang mga subsystem tulad ng power steering, power windows at mga katulad na lugar. Ang TI ay may isang malawak na portfolio pagdating sa kasalukuyang at pagsubaybay sa kuryente.

Tulad ng nabanggit sa itaas ang isa sa mga pangunahing lugar ng pagtuon ay upang tumingin sa kasalukuyang umaagos papasok at palabas ng baterya pack upang mabilang ang mga coulomb at makalkula ang natitirang buhay / singil ng baterya. Ang INA299 ng TI ay nakatayo para sa naturang aplikasyon dahil sa mataas na antas ng integridad na kaisa ng mataas na katumpakan at mababang quiescent kasalukuyang pagkonsumo. Maaari naming makita ang isang tipikal na diagram ng block ng mataas na antas sa ibaba ng isang BMS na may INA299. Para sa karagdagang detalye at mga whitepaper mangyaring bisitahin ang folder ng produkto ng INA299 sa ti.com.

3. Kasalukuyang pagsukat para sa mga closed circuit circuit

Dahil sa pagkakaroon ng maraming mga voltages na magagamit sa isang sasakyang Elektriko, ang isang tao ay makakahanap ng isang buong pulutong ng mga kumbinasyon ng usang lalaki at palakasin ang mga converter ng mga regalo sa puno ng power supply. Ang ilan sa mga kilalang bloke ng suplay ng kuryente sa isang tipikal na de-kuryenteng sasakyan ay ang nasa board charger, BLDC (traksyon ng mga driver ng motor), 48V hanggang 12V converter atbp. Tulad ng control loop sa lahat ng mga mataas na suplay ng kuryente na wattage na ito na ginagamit ng isang uC, pagsukat ng mataas na kawastuhan, mababang latency kasalukuyang nagiging pangunahing kahalagahan upang ipatupad ang kasalukuyang kasalukuyang mga loop ng kontrol. Para sa naturang application kasalukuyang sensor na may napakataas na bandwidth ay kinakailangan upang masukat ang kasalukuyang paglipat, kasalukuyang output para sa kontrol na gumawa ng mabilis na mga aksyon.Ang isa pang highlight ng naturang kasalukuyang mga sensor na ginagamit sa pagkontrol ng mga motor drive ay ang kakayahan ng mga sensor na tanggihan ang karaniwang mode na ingay sa mataas na dalas (pagtanggi sa PWM).

Para sa mga halimbawa INA253 excels sa application na ito kasama ang industriya ng nangungunang 93db CMRR kahit na @ 50khz. Nasa ibaba ang isang tipikal na eskematiko na ipinapakita na ginagamit para sa inline kasalukuyang application ng sensing

Nag-aalok ang Texas Instruments ng pinakamahiwalay na mga nakahiwalay na amplifier at nakahiwalay na modulator na makakatulong na makamit ang tumpak na nakahiwalay na kasalukuyang mga sukat sa temperatura kapag ipinares sa mga shunts na may mataas na katumpakan. Ang TI ay nakagawa ng isang bagong hanay ng mga nakahiwalay na kasalukuyang amplifier ng pang-unawa na pinangalanan bilang serye ng AMC na makakatulong sa dinisenyong kasalukuyang panukalang may mataas na kawastuhan na may isang paghihiwalay na hadlang hanggang sa tune ng 2kVrms.

Ang TI ay may isang mahusay na koleksyon ng mga malalim na pagsasanay sa pagmamaneho sa " Pagsisimula sa Kasalukuyang Sense Amplifiers " na makakatulong sa mga inhinyero na malaman kung paano i-maximize ang nakakamit na pagganap, kapag sinusukat ang kasalukuyang may kasalukuyang sense amplifier. Ito ay isang serye ng mga maiikling video, bawat isa ay tumutugon sa iba't ibang paksa.

Sa pangkalahatan ang pagsasanay ay gagawing tatlong Seksyon

• Ang Mga Pangunahing Kaalaman
• Pag-unawa sa Mga Pinagmulan ng Error
• Mga advanced na Paksa

Maaari mong ma-access ang lahat ng mga video ng pagsasanay sa TI sa pamamagitan ng pagsunod sa link.

Tungkol sa Mga May-akda

Si G. Shreenidhi Patil ay isang analog application engineer sa Texas Instruments na higit na nakatuon sa pagsukat ng Grid, paparating na merkado ng EV at mga istasyon ng singilin na EV.

Sinimulan ni G. Mahendra Patel ang kanyang karera sa industriya ng semiconductor kasama ang Texas Instruments 6 taon na ang nakakaraan. Bilang isang inhinyero sa larangan, sinusuportahan niya ang maramihang mga customer at aplikasyon sa sektor ng automotive. Nasisiyahan siya sa pagtatrabaho sa mga disenyo na nauugnay sa mga de-kuryenteng sasakyan at ilaw ng automotive.