Nykyiset tunnistavat ratkaisut ev / hev-akuissa

Sähköajoneuvomarkkinat piristyvät melko nopeasti ympäri maailmaa. Arviot osoittavat, että sähköautojen määrä tien päällä ympäri maailmaa saavuttaa 125 miljoonaa vuoteen 2030 mennessä. Sähköajoneuvojen (HB) ja hybridien maailmanlaajuiset markkinat. HEV / EV-voimansiirto-osajärjestelmien, kuten vetomuuntajien, sisäisten laturien (OBC), DC-DC-muuntimien ja akunhallintajärjestelmien (BMS), energian virtauksen hallitsemiseksi ja tehokkuuden optimoimiseksi on välttämätöntä tarkka ja tarkka virranmittaus. Näiden suurjännitealijärjestelmien on mitattava suuria virtoja suurilla yhteismoodijännitteillä. Teknisistä ja sääntelyyn liittyvistä syistä nykyiset mittaukset edellyttävät eristämistä sekä erittäin korkeaa suorituskykyä ankarissa autoympäristöissä.

Intian sähköajoneuvojen tyypilliset kokoonpanot ovat seuraavat:

i) 2-pyöräiset

1. Akun jännite = 48V, 72V
2. 1kW, 2kW moottori

ii) 3-pyöräinen

1. Akun jännite = 48V, 72V
2. 2kW, 4kW moottori

iii) 4-pyöräiset ja linja-autot

1. Akun jännite = 72 V, 400 V, 600 V
2. 20kW - 300kW

Yksi tärkeimmistä ominaisuuksista sähköauton turvallisuuden parantamiseksi on tietojen kerääminen ja paikallisten tietojen palauttaminen nopeasti. Yksi tällainen tietopiste, joka on erittäin tärkeä ja avain turvallisuuteen, on sähköajoneuvon eri osajärjestelmien läpi kulkeva virta.

Voimme jakaa sähköajoneuvon nykyisen tunnistuksen laajasti kolmeen luokkaan alla esitetyllä tavalla:

1. Reaaliaikainen ylivirtasuojaus

1. Vetolaitteet:
2. Akun suojapiirit:

2. Virran ja virran valvonta järjestelmän optimoimiseksi

1. Akun mittaus
2. Järjestelmän virrankulutus
3. Ohjaustehostin

3. Virran mittaus suljetuille piireille

1. Moottorikäyttöinen sovellus:
2. DC / DC-muuntimet

Alla on korkean tason yleiskatsaus TI: n erilaisiin ratkaisuihin nykyisiin tunnistussovelluksiin. Y-akseli on kiskon yhteismoodijännite, jonka kautta virta havaitaan, ja X-akseli on mitatun virran todellinen amplitudi.

Kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty, virta voidaan havaita jännitteen kautta pienellä shunttiresistanssilla tai se voidaan mitata mittaamalla magneettikenttä, jonka virta tuottaa johdon läpi. Ti: ssä tarjoamme ratkaisuja virran mittaamiseen molemmilla edellä mainituilla menetelmillä.

Alla on luettelo TI: n tarjoamista ratkaisuista nykyiseen tunnistussovellukseen:

Tarkastellaan kutakin virtatunnistimen käyttötapaa hieman syvemmällä ja tarkastellaan joitain sopivia ratkaisuja, joita TI tarjoaa samasta.

1. Reaaliaikainen ylivirtasuojaus

Tämä käyttötapaus nähdään yleisesti turvallisuustekijöiden EV: ssä. Koska paristot voivat purkaa valtavia määriä virtaa vikatilanteessa, reaaliaikaisen vianvalvontapiirin saaminen on erittäin tärkeää. Tällaisen piirin nopeus ja tarkkuus ovat ansioita nykyisen aistinvahvistimen ansioksi. Joissakin tapauksissa, koska uC: llä on rajoitettu kaistanleveys, näytteenotto analogisesta virta-arvosta - muuntaminen digitaaliseksi arvoksi, jota seuraa digitaalinen arvon vertailu ylivirran havaitsemiseksi, aiheuttaa valtavan viiveen suojapiirissä. Tämän ongelman ratkaisemiseksi TI on keksinyt virtatunnistusvahvistimen integroiduilla vertailijoilla, joiden kynnys voidaan asettaa ja voidaan syöttää suoraan uC: n keskeytystappiin aiheuttaen valtavan pienenemisen uC: n ylikuormitukselle.

Jotkut TI: n ratkaisuista ylivirtasuojaukseen ovat:

Erittäin hyvä esimerkki tästä käyttötapauksesta on virran tunnistusvahvistimen käyttäminen E-sulakkeena alla olevan kuvan mukaisesti:

2. Virran ja virran valvonta järjestelmän optimoimiseksi

Virran ja tehon seuranta toteutetaan yleensä sähköajoneuvojärjestelmissä akun kokonaisvirrankulutuksen seuraamiseksi ja siten kuljettajalle reaaliaikaisen tiedon saamiseksi ajoneuvon akussa jäljellä olevasta varauksesta käyttämällä algoritmeja, kuten coulomb-laskenta. Edellä mainitun käyttötapauksen lisäksi ajoneuvojen virranvalvontaa käytetään eri osajärjestelmissä, kuten ohjaustehostimessa, sähköikkunoissa ja vastaavissa alueilla. TI: llä on laaja valikoima virran ja virran seurannassa.

Kuten edellä mainittiin, yksi tärkeimmistä kohdealueista on tutkia akkua sisään ja ulos virtaavaa virtaa kulmien laskemiseksi ja jäljellä olevan akun käyttöiän / varauksen laskemiseksi. TI: n INA299 erottuu tällaisesta sovelluksesta korkean eheyden, korkean tarkkuuden ja matalan lepotilan virrankulutuksen ansiosta. Voimme nähdä tyypillisen korkean tason lohkokaavion BMS: stä INA299: n kanssa. Lisätietoja ja valkolehtiä on ti.com-sivuston INA299-tuotekansiossa.

3. Virran mittaus suljetuille piireille

Koska sähköajoneuvossa on käytettävissä useita jännitteitä, virtalähteen puusta löytyy paljon yhdistelmiä buck- ja boost-muuntimia. Jotkut tyypillisen sähköajoneuvon erittäin merkittävistä virtalähdelohkoista ovat sisäinen laturi, BLDC (vetomoottoriohjaimet), 48 V - 12 V muunnin jne. Koska kaikkien näiden suuritehoisten virtalähteiden ohjaussilmukkaa käytetään uC: n avulla, Suurella tarkkuudella matalasta latenssivirrasta tulee ensiarvoisen tärkeää huippuvirran ohjaussilmukoiden toteuttamiseksi. Tällaista sovellusta varten tarvitaan erittäin suuri kaistanleveysvirta-anturi kytkentävirran mittaamiseksi, lähtövirta, jotta ohjaus suorittaa nopeat toimet.Toinen kohokohta sellaisista virta-antureista, joita käytetään moottorikäyttöjen ohjauksessa, on anturien kyky hylätä tavallisen moodin kohina suurella taajuudella (PWM-hylkäys).

Esimerkiksi INA253 on loistava tässä sovelluksessa, sillä sen alan johtava 93db CMRR on jopa @ 50khz. Alla on esitetty tyypillinen kaaviokuva, jota käytetään linjavirran tunnistamiseen

Texas Instruments tarjoaa luokkansa parhaat eristetyt vahvistimet ja eristetyt modulaattorit, jotka auttavat saavuttamaan erittäin tarkat eristetyt virtamittaukset lämpötilan yli, kun ne on yhdistetty tarkkojen shunttien kanssa. TI on keksinyt uuden valikoiman eristettyjä virran tunnistusvahvistimia, nimeltään AMC-sarja, jotka auttavat suunniteltua virtaa mittaamaan suurella tarkkuudella 2 kVrms: n virralla.

TI: llä on hyvä kokoelma syvävetokoulutuksia aiheesta " Getting Started with Current Sense Amplifiers ", joiden avulla insinöörit oppivat maksimoimaan saavutetun suorituskyvyn mitattaessa virtaa virran tunnistimella. Tämä on sarja lyhyitä videoita, joista jokainen käsittelee eri aihetta.

Kaiken kaikkiaan koulutus jaetaan kolmeen osaan

• Perusteet
• Virheiden lähteiden ymmärtäminen
• Edistyneet aiheet

Pääset kaikkiin TI-harjoitusvideoihin linkkiä seuraamalla.

Tietoja kirjoittajista

Shreenidhi Patil on Texas Instrumentsin analoginen sovellusinsinööri, joka keskittyy pääasiassa verkkomittaukseen, tuleviin sähkömarkkinoihin ja sähköautojen latausasemiin.

Mahendra Patel aloitti uransa puolijohdeteollisuudessa Texas Instrumentsin palveluksessa 6 vuotta sitten. Kenttäinsinöörinä hän tukee useita asiakkaita ja sovelluksia autoteollisuudessa. Hän nauttii suunnittelusta, joka liittyy sähköajoneuvoihin ja autojen valaistukseen.