Penyelesaian penginderaan semasa dalam bateri ev / hev

Pasaran kenderaan elektrik meningkat dengan pesat di seluruh dunia. Anggaran menunjukkan bahawa jumlah kenderaan elektrik di jalan raya di seluruh dunia akan mencecah 125 juta pada tahun 2030. Pasaran global untuk Kenderaan Elektrik (EV) dan Hybrid. Untuk mengawal aliran tenaga dan mengoptimumkan kecekapan dalam subsistem powertrain HEV / EV seperti Traction Inverters, On-Board Chargers (OBC), DC-DC converter, dan Battery Management Systems (BMS), pengukuran arus yang tepat dan tepat sangat penting. Subsistem voltan tinggi ini perlu mengukur arus besar pada voltan mod biasa yang tinggi. Untuk alasan teknikal dan peraturan, pengukuran semasa memerlukan pengasingan serta prestasi yang sangat tinggi di persekitaran automotif yang keras.

Konfigurasi khas kenderaan elektrik di India adalah seperti di bawah:

i) roda 2

1. Voltan pek bateri = 48V, 72V
2. Motor 1kW, 2kW

ii) roda 3

1. Voltan pek bateri = 48V, 72V
2. Motor 2kW, 4kW

iii) roda 4 dan bas

1. Voltan pek bateri = 72V, 400V, 600V
2. 20kW hingga 300kW

Salah satu ciri utama untuk menjadikan kenderaan elektrik selamat adalah mengumpulkan data dan mengambil tindakan maklum balas pantas secara tempatan berdasarkan data ini. Salah satu titik data yang sangat penting dan penting untuk keselamatan adalah arus yang mengalir di pelbagai sub-sistem kenderaan elektrik.

Kami dapat membagi penginderaan semasa dalam Kenderaan Elektrik secara luas menjadi 3 kategori seperti yang ditunjukkan di bawah:

1. Perlindungan arus lebih masa nyata

1. Pemacu daya tarikan:
2. Litar perlindungan bateri:

2. Pemantauan semasa dan kuasa untuk pengoptimuman Sistem

1. Mengukur bateri
2. Penggunaan kuasa sistem
3. Pemandu kuasa

3. Pengukuran semasa untuk litar gelung tertutup

1. Aplikasi pemacu motor:
2. Penukar DC / DC

Berikut adalah gambaran keseluruhan tahap penyelesaian yang berbeza dari TI untuk aplikasi penginderaan semasa. Paksi Y adalah voltan mod biasa dari rel yang mana arus dirasakan dan paksi X adalah amplitud sebenar arus yang diukur.

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas, arus dapat dirasakan melalui voltan melintasi rintangan pintasan kecil atau dapat diukur dengan mengukur medan magnet yang dihasilkan oleh arus sambil mengalir melalui konduktor. Di Ti kami menyediakan penyelesaian untuk mengukur arus menggunakan kedua-dua kaedah yang disebutkan di atas.

Senarai penyelesaian yang tersedia dari TI untuk aplikasi penginderaan semasa dapat dilihat di bawah:

Mari kita lihat setiap kes penggunaan sensor semasa dengan lebih mendalam dan melihat beberapa penyelesaian yang sesuai yang tersedia dari TI untuk yang sama.

1. Perlindungan arus lebih masa nyata

Kes penggunaan ini umumnya dilihat pada EV dari prospek keselamatan. Oleh kerana bateri dapat mengeluarkan arus yang banyak semasa berlakunya kesalahan, mempunyai litar pemantauan kesalahan masa nyata menjadi sangat penting. Kelajuan dan ketepatan litar seperti itu adalah nilai kelebihan penguat pancaindera semasa. Dalam beberapa keadaan kerana uC mempunyai lebar jalur yang terhad, mengambil sampel nilai arus analog - menukar menjadi nilai digital diikuti dengan perbandingan nilai digital untuk mengesan arus berlebihan menyebabkan kelewatan besar dalam litar perlindungan. Untuk mengatasi masalah ini, TI telah hadir dengan penguat akal semasa dengan pembanding bersepadu yang ambangnya dapat diatur dan dapat langsung dimasukkan ke pin interupsi dari uC menyebabkan pengurangan beban yang berlebihan dari uC.

Beberapa penyelesaian dari TI untuk perlindungan semasa adalah:

Contoh yang sangat baik dari kes penggunaan ini adalah menggunakan penguat pancaindera semasa sebagai sekering E seperti yang ditunjukkan di bawah:

2. Pemantauan semasa dan kuasa untuk pengoptimuman Sistem

Pemantauan arus dan kuasa biasanya dilaksanakan dalam sistem kenderaan elektrik untuk memantau jumlah penggunaan arus dari bateri dan dengan itu memberikan maklumat masa nyata kepada pemandu mengenai cas yang tersisa dalam bateri kenderaan menggunakan algoritma seperti pengiraan coulomb. Selain kes penggunaan di atas, pemantauan arus pada kenderaan Digunakan dalam subsistem yang berlainan seperti power steering, power windows dan area yang serupa. TI mempunyai portfolio yang luas dalam hal pemantauan arus dan kekuatan.

Seperti disebutkan di atas, salah satu bidang fokus utama adalah melihat arus yang mengalir masuk dan keluar dari pek bateri sehingga dapat menghitung coulomb dan mengira baki hayat / cas bateri. TI INA299 menonjol untuk aplikasi seperti itu kerana tahap integriti yang tinggi ditambah dengan penggunaan arus berketepatan tinggi dan tenang. Kita dapat melihat gambarajah blok tahap tinggi biasa di bawah BMS dengan INA299. Untuk keterangan lebih lanjut dan kertas putih sila lawati folder produk INA299 di ti.com.

3. Pengukuran semasa untuk litar gelung tertutup

Oleh kerana terdapat banyak voltan yang terdapat dalam kenderaan Elektrik, seseorang dapat menemui banyak kombinasi hadiah penukar buck dan boost di pokok bekalan kuasa. Beberapa blok bekalan kuasa yang sangat terkenal dalam kenderaan elektrik biasa adalah pengecas onboard, BLDC (pemacu motor traksi), penukar 48V hingga 12V dan lain-lain. Sebagai gelung kawalan di semua bekalan kuasa watt tinggi ini dilakukan menggunakan pengukuran, uC dengan ketepatan tinggi, arus latensi rendah menjadi kepentingan utama untuk melaksanakan gelung kawalan arus puncak. Untuk sensor arus aplikasi sedemikian, dengan lebar jalur yang sangat tinggi diperlukan untuk mengukur arus peralihan, arus keluaran agar kawalan dapat mengambil tindakan pantas.Keistimewaan lain dari sensor arus seperti ini yang digunakan dalam mengawal pemacu motor adalah keupayaan sensor untuk menolak bunyi mod biasa pada frekuensi tinggi (penolakan PWM).

Sebagai contoh, INA253 unggul dalam aplikasi ini dengan CMRR 93db yang terkemuka dalam industri walaupun @ 50khz. Di bawah ini ditunjukkan skema khas yang digunakan untuk aplikasi penderiaan arus sebaris

Texas Instruments menawarkan penguat terpencil dan modulator terpencil terbaik di kelas yang membantu mencapai pengukuran arus terpencil yang sangat tepat berbanding suhu apabila dipasangkan dengan ketepatan ketepatan tinggi. TI hadir dengan rangkaian penguat pancaran arus terpencil baru yang dinamakan sebagai siri AMC yang membantu mengukur arus yang dirancang dengan ketepatan tinggi dengan penghalang pengasingan selaras dengan 2kVrms.

TI mempunyai koleksi latihan pemacu mendalam mengenai " Bermula dengan Penguat Rasa Semasa " yang akan membantu para jurutera belajar bagaimana memaksimumkan prestasi yang dicapai, ketika mengukur arus dengan penguat pengertian semasa. Ini adalah rangkaian video pendek, masing-masing membahas topik yang berbeza.

Secara keseluruhan latihan akan dibahagi kepada Tiga Bahagian

• Asas-asas
• Memahami Punca Ralat
• Topik Lanjutan

Anda boleh mengakses semua video latihan TI dengan mengikuti pautan.

Mengenai Pengarang

Shreenidhi Patil adalah jurutera aplikasi analog di Texas Instruments yang terutama menumpukan pada pemeteran Grid, pasar EV yang akan datang dan stesen pengisian EV.

Mahendra Patel memulakan kerjayanya di industri semikonduktor dengan Texas Instruments 6 tahun yang lalu. Sebagai jurutera lapangan, dia menyokong banyak pelanggan dan aplikasi di sektor automotif. Dia suka mengusahakan reka bentuk yang berkaitan dengan kenderaan elektrik dan pencahayaan automotif.