Pašreizējie sensoru risinājumi ev / hev baterijās

Elektrisko transportlīdzekļu tirgus ir diezgan strauji augošs visā pasaulē. Aprēķini liecina, ka elektrisko transportlīdzekļu skaits uz ceļa visā pasaulē līdz 2030. gadam sasniegs 125 miljonus. Globālais elektrisko transportlīdzekļu (EV) un hibrīdu tirgus. Lai kontrolētu enerģijas plūsmu un optimizētu efektivitāti HEV / EV spēka agregātu apakšsistēmās, piemēram, vilces invertoros, borta lādētājos (OBC), līdzstrāvas līdzstrāvas pārveidotājos un akumulatoru vadības sistēmās (BMS), ir svarīgi precīzi un precīzi mērīt strāvu. Šīm augstsprieguma apakšsistēmām ir jāmēra lielas strāvas pie augsta kopējā režīma sprieguma. Tehnisku un normatīvu iemeslu dēļ pašreizējiem mērījumiem ir nepieciešama izolācija, kā arī ļoti augsta veiktspēja skarbajās automobiļu vidēs.

Indijā elektrisko transportlīdzekļu tipiskās konfigurācijas ir šādas:

i) divriteņu

1. Akumulatora bloka spriegums = 48V, 72V
2. 1kW, 2kW motors

ii) trīsriteņu braucējs

1. Akumulatora bloka spriegums = 48V, 72V
2. 2kW, 4kW motors

iii) četrriteņu un autobusu

1. Akumulatora spriegums = 72V, 400V, 600V
2. 20kW līdz 300kW

Viena no galvenajām iezīmēm elektriskā transportlīdzekļa drošībai ir datu vākšana un ātru atgriezeniskās saites darbību veikšana lokāli, pamatojoties uz šiem datiem. Viens no šādiem datu punktiem, kas ir ļoti svarīgs un drošības atslēga, ir strāva, kas plūst dažādās elektriskā transportlīdzekļa apakšsistēmās.

Elektrisko transportlīdzekļu pašreizējo sensoru mēs varam sadalīt 3 kategorijās, kā parādīts zemāk:

1. Reālā laika aizsardzība pret pārslodzi

1. Vilces piedziņas:
2. Akumulatora aizsardzības shēma:

2. Sistēmas optimizācijas strāvas un jaudas monitorings

1. Bateriju mērīšana
2. Sistēmas enerģijas patēriņš
3. Stūres pastiprinātājs

3. Strāvas mērīšana slēgtas kontūras ķēdēm

1. Motora piedziņas programma:
2. DC / DC pārveidotāji

Tālāk ir sniegts augsta līmeņa pārskats par dažādiem TI risinājumiem pašreizējām sensoru lietojumprogrammām. Y ass ir sliedes kopējā režīma spriegums, caur kuru tiek uztverta strāva, un X ass ir faktiskā mērāmās strāvas amplitūda.

Kā parādīts iepriekš redzamajā attēlā, strāvu var noteikt caur spriegumu nelielā šunta pretestībā vai arī to var izmērīt, mērot magnētisko lauku, ko rada strāva, plūstot caur vadītāju. Pie Ti mēs piedāvājam risinājumus strāvas mērīšanai, izmantojot abas iepriekš minētās metodes.

Zemāk ir redzams TI pieejamo risinājumu saraksts pašreizējai sensoru lietošanai:

Apskatīsim katru no strāvas sensora izmantošanas gadījumiem nedaudz dziļāk un aplūkosim dažus piemērotus risinājumus, kas tam pieejami no TI.

1. Reāllaika aizsardzība pret strāvu

Šis lietošanas gadījums parasti ir redzams EV no drošības perspektīvas. Tā kā bojājuma laikā baterijas var izlādēt milzīgu daudzumu strāvas, ļoti svarīga ir kļūmju uzraudzības ķēde reāllaikā. Šādas shēmas ātrums un precizitāte ir pašreizējā sensora pastiprinātāja nopelns. Dažos gadījumos, kad UC ir ierobežots joslas platums, paraugu ņemšana no analogās strāvas vērtības - pārveidošana par digitālu vērtību, kam seko digitālu vērtību salīdzināšana, lai noteiktu pārslodzi, rada lielu aizkavēšanos aizsardzības shēmā. Lai risinātu šo problēmu, TI ir nākusi klajā ar strāvas sensora pastiprinātāju ar integrētiem salīdzinātājiem, kuru slieksni var iestatīt un ko var tieši ievadīt augstsprieguma pārtraukšanas kontaktā, izraisot milzīgu samazinājumu UC pārslodzē.

Daži no TI risinājumiem strāvas aizsardzībai ir:

Ļoti labs šī lietošanas gadījuma piemērs ir strāvas sensora pastiprinātāja izmantošana kā E drošinātājs, kā parādīts zemāk:

2. Sistēmas optimizācijas strāvas un jaudas monitorings

Strāvas un jaudas uzraudzība parasti tiek ieviesta elektrisko transportlīdzekļu sistēmās, lai uzraudzītu kopējo strāvas patēriņu no akumulatora un tādējādi reāllaikā sniegtu informāciju vadītājam par transportlīdzekļa akumulatorā atstāto uzlādi, izmantojot tādus algoritmus kā kulonu skaitīšana. Papildus iepriekšminētajam gadījumam strāvas uzraudzība transportlīdzekļos tiek izmantota dažādās apakšsistēmās, piemēram, stūres pastiprinātājā, elektriskajos logos un tamlīdzīgās jomās. TI ir plašs portfelis, kad runa ir par strāvas un enerģijas uzraudzību.

Kā minēts iepriekš, viena no galvenajām fokusa jomām ir izpētīt strāvu, kas ieplūst akumulatorā un iziet no tā, lai saskaitītu kulonas un aprēķinātu atlikušo akumulatora darbības laiku / uzlādi. TI INA299 izceļas ar šādu lietojumu ar augstu integritātes līmeni kopā ar augstu precizitāti un zemu mierīgu strāvas patēriņu. Zemāk mēs varam redzēt tipisku augsta līmeņa blokshēmu par BMS ar INA299. Lai iegūtu sīkāku informāciju un rakstus, lūdzu, apmeklējiet INA299 produktu mapi vietnē ti.com.

3. Strāvas mērīšana slēgtas kontūras ķēdēm

Sakarā ar to, ka elektriskajā transportlīdzeklī ir pieejami vairāki spriegumi, strāvas padeves kokā tiek atrasts ļoti daudz sprādziena un pastiprinātāja pārveidotāju kombināciju. Daži no ļoti ievērojamiem barošanas blokiem tipiskā elektriskā transportlīdzeklī ir iebūvēts lādētājs, BLDC (vilces motoru draiveri), 48V līdz 12V pārveidotājs utt. Tā kā visu šo lieljaudas barošanas avotu vadības cilpa tiek izmantota, izmantojot UC, mērīšana ar augstu precizitāti, zema latentuma strāva kļūst par galveno nozīmi, lai ieviestu maksimālās strāvas vadības cilpas. Šādai lietošanai strāvas sensors ar ļoti lielu joslas platumu ir nepieciešams, lai izmērītu pārslēgšanās strāvu, izejas strāvu, lai vadība varētu veikt ātras darbības.Vēl viens no šādiem strāvas sensoriem, ko izmanto motora piedziņu vadībā, ir sensoru spēja noraidīt kopējā režīma troksni augstā frekvencē (PWM noraidīšana).

Piemēri INA253 šajā lietojumprogrammā izceļas ar nozares vadošo 93db CMRR pat @ 50khz. Zemāk ir parādīta tipiska shēma, ko izmanto strāvas sensora lietošanai

Texas Instruments piedāvā savā klasē labākos izolētos pastiprinātājus un izolētos modulatorus, kas palīdz sasniegt ļoti precīzus izolētas strāvas mērījumus virs temperatūras, savienojot tos ar augstas precizitātes šuntiem. TI ir nācis klajā ar jaunu izolētu strāvas jutekļu pastiprinātāju klāstu, kas nosaukti par AMC sēriju, kas palīdz projektētajam strāvu ar lielu precizitāti izmērīt ar izolācijas barjeru 2 kVrms melodijai.

TI ir izveidots labs padziļinātas piedziņas apmācību krājums par “ Darba sākšanu ar pašreizējās jutības pastiprinātājiem ”, kas palīdzēs inženieriem uzzināt, kā maksimizēt sasniegto veiktspēju, mērot strāvu ar strāvas sensora pastiprinātāju. Šī ir īsu videoklipu sērija, no kuriem katrs attiecas uz citu tēmu.

Kopumā apmācība ir sadalīta trīs sadaļās

• Pamati
• Kļūdu avotu izpratne
• Papildu tēmas

Visiem TI mācību videoklipiem varat piekļūt, noklikšķinot uz saites.

Par autoriem

Šrēnidi Patils ir analogo lietojumprogrammu inženieris Texas Instruments, kas galvenokārt koncentrējas uz tīkla mērīšanu, gaidāmajiem EV tirgiem un EV uzlādes stacijām.

Mahendra Patela kungs pirms 6 gadiem sāka savu karjeru pusvadītāju nozarē, izmantojot Texas Instruments. Kā lauka inženieris viņš atbalsta vairākus klientus un pieteikumus automobiļu nozarē. Viņam patīk strādāt ar dizainu, kas saistīts ar elektriskajiem transportlīdzekļiem un automobiļu apgaismojumu.