Zeintzuk dira karga-kontroleko estrategiak bateria elektrikoetarako?

Zeintzuk dira karga-kontroleko estrategiak bateria elektrikoetarako?

Power Battery System Kargatzeko Kontrol Estrategia

Potentzia-bateria-paketeen{0}}eskala handiko aplikazio integratuan, energia-bateria beraren propietate kimiko eta fisikoak kontuan hartzeaz gain, beharrezkoa da bateria biltegiratzeko metodoa, biltegiratze-ingurunea, kargatzeko ekipoen baldintzak, biltegiratze zentralizatua eta kargatzearekin lotutako segurtasun-arazoak eta sare elektrikoan duten eragina ere kontuan hartzea.

Faktore askoren artean, lehen mailako berme eta kontuan hartu behar da potentzia-bateriaren kargatzeko segurtasuna, hau da, karga-kontroleko parametroen lehentasun pertsonalizatuak formulatu behar dira potentzia-bateria mota desberdinetan oinarrituta eta prozesua kontrolatu eta kargatzean kontrolatzea. Baterien energia kudeatzeko sistemen eta kargatzeko teknologiaren egungo mailan, posible egin da bateria-sistemako zelula indibidualen parametroak kargatzeko prozesuan detektatzea. Horregatik, kargatzeko segurtasuna bermatzeko, bateria-zelulen parametroak ahalik eta gehien kontrolatu behar dira.

Karga kontrolatzeko estrategiei dagokienez, desberdintasun handiak daude muntatutako baterien eta banakako zelulen artean. Gaur egun, hainbat metodo erabiltzen dira, batez ere Baterien Kudeaketa Sistemaren (BMS) eta kargagailuaren arteko komunikazioaren bidez, bateria-paketearen banakako zelulen parametro tipikoetan oinarrituta kargatzea kontrolatzeko. Oinarrizko kontrol-ideia bateria-paketearen ahalmen erabilgarria maximizatzea da, bateriaren segurtasuna bermatuz. Bateriaren zelulen parametroak oso garrantzitsuak dira kargatzeko segurtasuna bermatzeko. Hori dela eta, karga-parametroen kontrol-estrategiak sarritan hartzen du karga-parametroak muturreko balioetan oinarrituta doitzeko metodo bat, hau da, bateria-sistemako muturreko zelulen parametroetan zentratu bateria mota desberdinen arabera. Ibilgailu elektrikoek sarritan erabiltzen dute potentziako bateria-sistemaren kargatze-ziklo logikoak emandako lehentasun-printzipioa.

Adibide gisa litio manganeso oxidozko bateria bat hartuta, kargatzen da korronte konstanteko-tentsio konstantearen metodoa erabiliz. Kargatze-prozesuan, lehen arreta bateria-paketearen zelula indibidualaren tentsioa hautematea da. Banakako zelula-tentsioak ezarritako gehienezko tentsioa gainditzen badu (adibidez, 4,25 V), kargatzeko muga-korronte osoa murriztu behar da zelula indibidualaren tentsioaren igoera kontrolatzeko. Aldi berean, bateriaren tenperatura aldian-aldian hautematen da. Banakako zelula-tenperaturak bateria-paketearen batez besteko tenperatura 5 gradu gainditzen badu, kargatzeko muga-korrontea murriztu beharko litzateke, tenperatura igoera-tasa mugatuz. Kudeaketa eta kontrol findupean, tentsio-mugaren doikuntza bateriaren karga-tenperaturaren aldaketetan ere oinarritu daiteke. Adibidez, bateriaren tenperatura tarte baxuan dagoenean, kargatzeko tentsioaren goiko muga igotzen da bateria-paketearen kargatzeko gaitasuna handitzeko; bateriaren tenperatura tarte altuagoan dagoenean, kargatzeko tentsioaren goiko muga jaisten da bateriaren segurtasuna bermatzeko.

11-3 Taula Baterien karga-parametroen kontrol-estrategien lehentasuna

Power Battery System Kargatzeko kudeaketa modua

Kargatzeko estrategia ezartzeak datu-transmisio eraginkorra eta denbora errealean{0}}parametroen epaia behar du bateria-sistemaren eta kargagailuaren artean. Bateria Kudeatzeko Sistemak (BMS) bateria-sisteman parametroak biltzeko zeregina osatzen du. Aldi berean, egungo kargatze-prozesu adimendunean zehar, kargagailuarekin komunikatuta, karga-prozesuaren segurtasuna bermatzen du eta bateriaren kontrol eraginkorra lortzen du.

Kargaketa kudeatzeko moduaren oinarrizko sistemaren egitura 11-12 irudian ageri da.

BMSren funtzioa bateriaren egoeraren lineako jarraipena egitea da (bateriaren tenperatura, zelula indibidualaren tentsioa, lan-korrontea, bateriaren eta kargatzeko pilaren arteko isolamendua), SOC estimazioa, egoeraren analisia (SOC altuegia den, bateriaren tenperatura altuegia/baxua den, zelula indibidualaren tentsioa altuegia/baxua den, bateriaren tenperatura igoera azkarregia den, bateria okerra den ala ez, isolamendu-azkarregia den ala ez. bateria paketeak akatsak ditu, edo komunikazio akatsak, etab.) eta beharrezko kudeaketa termikoa ezartzea. Kargagailuaren zeregin nagusiak potentzia bihurtzea, irteerako tentsioaren eta korrontearen begizta itxia-kontrolatzea, beharrezkoa den babesa eta BMSarekin komunikazioa dira bateriaren egoera eta irteerako korrontearen doikuntza dinamikoa ulertzeko. Bateria kargatu behar denean, kargagailuaren irteerako linea nagusi positibo eta negatiboez gain, bateria-paketearekin konektatu behar direnez gain, datuak partekatzeko komunikazio-lerro bat ere gehitzen da BMS eta kargagailuaren artean.

Kargatzeko modu honek komunikazio-lotura bat ezartzen du Bateria Kudeatzeko Sistemaren eta kargagailuaren sistemaren artean, datuak partekatzea ahalbidetuz. Horri esker, segurtasunarekin lotutako parametroek, hala nola bateriaren tentsioa, tenperatura eta isolamendu-errendimendua kargatzeko prozesu osoan zehar, bateriaren karga-kontrolean eta kudeaketan parte har dezakete. Horri esker, kargagailuak bateriaren egoera eta informazioa guztiz uler ditzake, eta karga-korrontea horren arabera doitzeko, modu eraginkorrean kargatzea eta gehiegizko tenperatura altua saihestuz paketeko bateria guztietan, eta horrela serieko -konektatutako bateria kargatzearen segurtasuna hobetuz. Gainera, kargatzeko modu honek BMSaren kudeaketa eta kontrol funtzioak hobetzen ditu, kargatzearen segurtasuna eta adimena hobetzen ditu eta kargagailuaren operadoreak kargatzeko parametroak ezartzeko lan neketsua errazten du, kargatzaileari moldagarritasun hobea emanez. Modu honetan, kargagailuak ez ditu bateria motak bereizi behar; karga segurua lortzeko BMSk emandako uneko argibideak soilik jaso behar ditu.

Power Battery System Kargatzeko metodoak

Eragiketa-metodo desberdinen arabera, ibilgailu elektrikoen bateriak kargatzea bi metodotan bana daiteke: lurrean kargatzea eta{0}}bordean kargatzea.

Lurrean kargatzeko metodoa

Ibilgailuak karga osagarria behar duenean, kargatu behar duen bateria ibilgailutik kentzen da eta guztiz kargatutako bateria bat instalatzen da. Ondoren, ibilgailua funtzionatzen edo aplikazioan jarraitzeko uzten du, eta kendutako bateria lurreko kargatzeko sistema baten bidez osatzen da. Lurrean kargatzeko metodoa hartzea onuragarria da bateriaren mantentze-lanetarako, bateriaren iraupena eta ibilgailuaren erabilera-eraginkortasuna hobetzeko, baina eskakizun handiagoak jartzen ditu ibilgailuari eta kargatzeko instalazioei/ekipoei. Lurrean kargatzea kutxan kargatzen eta paketeen karga integralean banatzen da.

(1)Kutxa kargatzeaKutxa kargatzean, kargagailu bakoitzak bateria-kaxa bat kargatzen du bateria-paketean eta ondoko bateria-kudeaketako unitateekin komunikatzen da karga-kontrola osatzeko. Metodo hau onuragarria da bateria-paketearen berdinketa hobetzeko eta bere bizitza luzatzeko. Hala ere, kargagailu kopuru handia, bateria eta kargagailuen arteko konexio asko, monitorizazio sare konplexua eta kostu handiagoa behar ditu. Bere egitura 11-13 irudian ageri da.eta bere aplikazio-teknologiaren eskakizunak

plataforma. Horien artean, kargatzeko plataforma ibilgailuaren tentsio baxuko -elikatze hornidurarekin, bateria biltegiratzeko rack, kargagailuaren komunikazio-interfazearen konektorearekin, kargagailuaren irteerako konektorearekin eta alarma-sentsorearekin bat datorren DC elikadura-iturrira konektatuta dago. Baterien kaxa bakarra kargatzeko plataforman jartzen denean, tentsio baxuko-elikatze-iturri batek bateriak kudeatzeko unitateari ematen dio energia. Kargagailua eta bateria kudeatzeko unitatea komunikatzen dira kargaren kontrola lortzeko, eta energia kargagailutik bateriara transmititzen da kargagailuaren irteerako konektorearen bidez. Alarma-sentsoreek, tenperatura-sentsoreek eta abar,-guneko monitorizazioa egiten dute karga-prozesuan zehar.

Kutxa kargatzen denean, bateriaren programazio-sistemak bateria guztien kantitatea, kalitatea eta egoera kontrolatu eta kudeatu behar ditu denbora errealean{0}}, hala nola bateria biltegiratzea, ordezkatzea, bir-taldekatzea, bateria-paketearen berdintzea, benetako ahalmenaren probak eta bateriaren matxurak larrialdi-kudeatzea.

(2)Pakete Integrala KargatzeaPakete integralaren kargarekin, ibilgailu elektrikotik kendutako bateria-kutxa guztiak ibilgailuan erabiltzen diren moduan konektatzen dira. Kargagailu bakarra erabiltzen da bateria-pakete osoa kargatzeko, eta bateria-kudeaketako unitate guztiak bateria-kudeaketako ostalariarekin eta kargagailuarekin komunikatzen dira karga-kontrola osatzeko. Metodo honek kargagailu gutxiago behar ditu eta monitorizazio sare sinpleagoa du, baina kutxak kargatzeko metodoarekin alderatuta, bateria-paketearen berdinketa eskasagoa da eta zerbitzu-bizitza laburragoa da. Bere egitura 11-14 irudian ageri da.

Bi kargatzeko metodoen konparaketa 11-4 taulan ageri da.

11-4 taula Bi kargatzeko metodoen konparaketa

Kargatzeko metodoa-barnekoa

Ibilgailuak karga osagarria behar duenean, kargagailua kargatzeko entxufera konektatzen da, eta bateria zuzenean kargatu daiteke ibilgailutik kendu gabe, 11-15 irudian ikusten den moduan. Bere abantailak kargatzeko eragiketa prozesu soil bat dira eta ez ditu bateriak gordetzeko edo bateria aldatzeko prozesurik inplikatzen. Dena den, ibilgailuaren karga-denborak ibilgailuaren funtzionamendu edo aplikazio-denbora hartzen du, ibilgailuaren erabilera txikiagoa dakar eta bateria-paketearen berdinketa mantentzea eta bere bizitza luzatzea ez da hain egokia.

-Abordeko kargatzeko metodoa-ontziko kargagailuaren eta bordako-sarearen eta ibilgailu elektrikoaren barneko CAN sarearen konexio-lerroen bidez egiten da, ontziko bateriaren kudeaketa ostalariarekin komunikatzen da karga-kontrola osatzeko. 11-16 irudian ageri da-plakako kargatzeko komunikazioaren egitura.

-Arbolan kargatzeko bi kargagailu mota daude. Bata-ontziko kargagailua instalatu eta ibilgailuarekin batera eramaten dena da, orokorrean potentzia txikia duena, gehienetan 5KW-tik beherakoa sedan elektrikoentzat, karga-korronte txikiarekin eta kargatzeko denbora luzearekin. Hau egokia da gauez kargatzen duten eta egunez erabiltzen diren ibilgailu elektrikoetarako. Bestea, off-kargagailu azkarra da, eta, oro har, ibilgailua 30 minutuko epean kargatzen dela bermatzen du, ibilgailuak 50 km baino gehiago egin dezan nahikoa potentzia gehitzeko gai dena. Ekoiztu diren berlina elektrikoek kargagailu barruko-interfazea eta kargagailu azkarreko interfazea behar dituzte bi kargagailu mota hauen aplikazio-beharrei erantzuteko, hau da, bi interfaze paraleloan jarrita egotea dakar. 11-17 irudiak Nissan Leaf ibilgailu elektrikoaren kargatzeko interfazea erakusten du.