Kokios yra maitinimo akumuliatorių sistemų įkrovimo valdymo strategijos?

Kokios yra maitinimo akumuliatorių sistemų įkrovimo valdymo strategijos?

Maitinimo akumuliatoriaus sistemos įkrovimo valdymo strategija

Didelės apimties integruotam maitinimo akumuliatorių blokų naudojimui, be paties maitinimo akumuliatoriaus cheminių ir fizinių savybių, taip pat būtina atsižvelgti į akumuliatoriaus laikymo būdą, laikymo aplinką, įkrovimo įrangos sąlygas, saugos klausimus, susijusius su centralizuotu saugojimu ir įkrovimu, ir poveikį elektros tinklui.

Tarp daugelio veiksnių pagrindinė garantija ir dėmesys turėtų būti akumuliatoriaus įkrovimo saugumas, o tai reiškia, kad reikia suformuluoti asmeninius įkrovimo valdymo parametrų prioritetus, pagrįstus skirtingų tipų maitinimo baterijomis, ir stebėti bei kontroliuoti procesą įkrovimo metu. Esant dabartiniam galios baterijų valdymo sistemų ir įkrovimo technologijų lygiui, įkrovimo proceso metu atsirado galimybė aptikti atskirų baterijų sistemos elementų parametrus. Todėl norint užtikrinti įkrovimo saugumą, reikėtų kiek įmanoma labiau stebėti atskirų akumuliatoriaus elementų parametrus.

Kalbant apie įkrovimo valdymo strategijas, yra didelių skirtumų tarp surinktų baterijų ir atskirų elementų. Šiuo metu naudojami keli būdai, daugiausia per ryšį tarp akumuliatoriaus valdymo sistemos (BMS) ir įkroviklio, siekiant valdyti įkrovimą pagal tipinius atskirų akumuliatoriaus elementų parametrus. Pagrindinė valdymo idėja yra maksimaliai padidinti naudojamą akumuliatoriaus talpą ir kartu užtikrinti akumuliatoriaus saugumą. Įkrovimo saugumui užtikrinti itin svarbūs atskirų akumuliatoriaus elementų parametrai. Todėl įkrovimo parametrų valdymo strategijoje dažnai taikomas įkrovimo parametrų koregavimo metodas, pagrįstas ekstremaliomis reikšmėmis, o tai reiškia, kad dėmesys sutelkiamas į ekstremalių atskirų akumuliatoriaus sistemos elementų parametrus pagal skirtingus akumuliatorių tipus. Elektrinės transporto priemonės dažnai naudoja pirmumo principą, pateiktą galios akumuliatoriaus sistemos įkrovimo loginio ciklo 11-3 lentelėje, kad atliktų bendrą įkrovimo parametrų reguliavimą, išlaikant kraštutinius akumuliatoriaus bloko parametrus ribotame diapazone.

Pavyzdžiui, ličio mangano oksido akumuliatorius įkraunamas naudojant pastovios srovės{0}}nuolatinės įtampos metodą. Įkrovimo proceso metu pagrindinis dėmesys skiriamas atskiros baterijos elemento įtampos aptikimui. Jei kuri nors atskiro elemento įtampa viršija nustatytą didžiausią leistiną įtampą (pvz., 4,25 V), bendra įkrovimo ribinė srovė turi būti sumažinta, kad būtų galima kontroliuoti atskiro elemento įtampos kilimą. Tuo pačiu metu akumuliatoriaus temperatūra aptinkama reguliariais intervalais. Jei kurio nors elemento temperatūra 5 laipsniais viršija vidutinę akumuliatoriaus temperatūrą, ribinė įkrovimo srovė turi būti sumažinta, apribojant temperatūros kilimo greitį. Patobulinus valdymą ir valdymą, įtampos ribos reguliavimas taip pat gali būti pagrįstas akumuliatoriaus įkrovimo temperatūros pokyčiais. Pavyzdžiui, kai akumuliatoriaus temperatūra yra žemesnėje diapazone, viršutinė įkrovimo įtampos riba pakeliama, kad padidėtų akumuliatoriaus įkrovimo talpa; kai akumuliatoriaus temperatūra yra aukštesnėje diapazone, viršutinė įkrovimo įtampos riba sumažinama siekiant užtikrinti akumuliatoriaus saugumą.

11-3 lentelė Akumuliatorių blokų įkrovimo parametrų valdymo strategijų prioritetas

Maitinimo akumuliatoriaus sistemos įkrovimo valdymo režimas

Įkrovimo strategijai įgyvendinti reikalingas efektyvus duomenų perdavimas ir-realaus laiko parametrų sprendimas tarp akumuliatoriaus sistemos ir įkroviklio. Baterijos valdymo sistema (BMS) užbaigia akumuliatoriaus sistemos parametrų rinkimo užduotį. Tuo pačiu metu dabartinio išmaniojo įkrovimo proceso metu, bendraudamas su įkrovikliu, jis užtikrina įkrovimo proceso saugumą ir pasiekia efektyvų akumuliatoriaus valdymą.

Pagrindinė apmokestinimo valdymo režimo sistemos struktūra parodyta 11-12 pav.

BMS funkcija yra internetu stebėti akumuliatoriaus būseną (baterijos temperatūrą, atskirų elementų įtampą, darbinę srovę, izoliaciją tarp akumuliatoriaus ir įkrovimo krūvos), SOC įvertinimą, būsenos analizę (ar SOC per aukšta, ar akumuliatoriaus temperatūra per aukšta/žema, ar atskiro elemento įtampa per aukšta/žema, ar akumuliatoriaus temperatūra nekyla per greitai, ar nėra akumuliatoriaus temperatūros padidėjimo, ar nėra akumuliatoriaus temperatūros padidėjimo, ar izoliacija nėra per greita). turi gedimų, ryšio sutrikimų ir pan.) ir įgyvendina būtiną šilumos valdymą. Pagrindinės įkroviklio užduotys yra galios konvertavimas, uždaros grandinės išėjimo įtampos ir srovės valdymas, būtina apsauga ir bendravimas su BMS, siekiant visapusiškai suprasti akumuliatoriaus būseną ir dinaminį išėjimo srovės reguliavimą. Kai reikia įkrauti akumuliatorių, be pagrindinių teigiamų ir neigiamų įkroviklio išvesties maitinimo linijų, kurias reikia prijungti prie akumuliatoriaus bloko, tarp BMS ir įkroviklio taip pat pridedama duomenų bendrinimo ryšio linija.

Šiuo įkrovimo režimu sukuriamas ryšio ryšys tarp akumuliatoriaus valdymo sistemos ir įkroviklio sistemos, leidžiantis dalytis duomenimis. Tai leidžia su sauga susijusiems parametrams, tokiems kaip įtampa, temperatūra ir akumuliatoriaus izoliacijos charakteristikos viso įkrovimo proceso metu, dalyvauti valdant ir valdant akumuliatoriaus įkrovimą. Tai leidžia įkrovikliui visiškai suprasti akumuliatoriaus būseną ir informaciją bei atitinkamai reguliuoti įkrovimo srovę, veiksmingai užkertant kelią perkrovimui ir pernelyg aukštai temperatūrai visose pakuotėje esančiose baterijose, taip pagerinant serijinio -prijungto akumuliatoriaus įkrovimo saugumą. Be to, šis įkrovimo režimas pagerina BMS valdymo ir valdymo funkcijas, padidina įkrovimo saugumą ir išmanumą bei supaprastina varginantį įkroviklio operatoriaus įkrovimo parametrų nustatymą, todėl įkroviklis geriau prisitaiko. Šiuo režimu įkrovikliui nereikia skirti baterijų tipų; jam tereikia gauti dabartinę BMS pateiktą instrukciją, kad būtų užtikrintas saugus įkrovimas.

Maitinimo akumuliatoriaus sistemos įkrovimo būdai

Pagal skirtingus veikimo būdus elektrinių transporto priemonių akumuliatoriaus įkrovimą galima suskirstyti į du būdus: įkrovimą ant žemės ir į{0}}įkrovimą.

Žemės įkrovimo būdas

Kai transporto priemonę reikia papildomai įkrauti, akumuliatorius, kurį reikia įkrauti, išimamas iš automobilio ir įdedamas visiškai įkrautas akumuliatorius. Tada transporto priemonė išvažiuoja toliau eksploatuoti arba naudoti, o išimtas akumuliatorius papildomas naudojant antžeminę įkrovimo sistemą. Antžeminio įkrovimo metodo taikymas yra naudingas atliekant akumuliatoriaus priežiūrą, pailginant akumuliatoriaus tarnavimo laiką ir transporto priemonės naudojimo efektyvumą, tačiau tai kelia didesnius reikalavimus transporto priemonei ir įkrovimo įrenginiams / įrangai. Antžeminis įkrovimas dar skirstomas į dėžės įkrovimą ir integruotą įkrovimą.

(1)Dėžutės įkrovimasDėžutės įkrovimo metu kiekvienas įkroviklis įkrauna vieną baterijų dėžutę akumuliatoriaus bloke ir palaiko ryšį su gretimais akumuliatoriaus valdymo blokais, kad užbaigtų įkrovimo valdymą. Šis metodas yra naudingas siekiant pagerinti akumuliatoriaus bloko išlyginimą ir pailginti jo tarnavimo laiką. Tačiau tam reikia daug įkroviklių, daug jungčių tarp akumuliatoriaus ir įkroviklių, sudėtingas stebėjimo tinklas ir didesnė kaina. Jo struktūra parodyta 11-13 pav.ir taikymo technologijos reikalavimai

platforma. Tarp jų, įkrovimo platforma yra prijungta prie nuolatinės srovės maitinimo šaltinio, atitinkančio transporto priemonės žemos-tampos maitinimo šaltinį, akumuliatoriaus laikymo stovą, įkroviklio ryšio sąsajos jungtį, įkroviklio išvesties jungtį ir aliarmo jutiklį. Kai ant įkrovimo platformos dedama viena baterijų dėžė, žemos-įtampos maitinimo šaltinis tiekia maitinimą akumuliatoriaus valdymo blokui. Įkroviklis ir akumuliatoriaus valdymo blokas bendrauja, kad būtų galima valdyti įkrovimą, o energija iš įkroviklio į akumuliatorių perduodama per įkroviklio išvesties jungtį. Signalizacijos jutikliai, temperatūros jutikliai ir kt., stebimi vietoje-įkrovimo proceso metu.

Kai naudojama dėžutės įkrovimas, akumuliatoriaus planavimo sistema turi stebėti ir valdyti visų baterijų kiekį, kokybę ir būseną realiuoju laiku-, atlikdama tokias funkcijas kaip akumuliatoriaus saugojimas, keitimas, per{1}}grupavimas, akumuliatoriaus paketo išlyginimas, faktinės talpos bandymas ir avarinis akumuliatoriaus gedimų valdymas.

(2)Integruotas paketo įkrovimasNaudojant integruotą paketo įkrovimą, visos iš elektromobilio išimtos akumuliatorių dėžutės yra prijungtos taip, kaip naudojamos transporto priemonėje. Vienas įkroviklis naudojamas visam akumuliatoriaus blokui įkrauti, o visi akumuliatoriaus valdymo įrenginiai palaiko ryšį su akumuliatoriaus valdymo pagrindiniu kompiuteriu ir įkrovikliu, kad užbaigtų įkrovimo valdymą. Šis metodas reikalauja mažiau įkroviklių ir turi paprastesnį stebėjimo tinklą, tačiau lyginant su dėžės įkrovimo būdu, akumuliatoriaus bloko išlyginimas yra prastesnis, o tarnavimo laikas trumpesnis. Jo struktūra parodyta 11-14 pav.

Dviejų įkrovimo būdų palyginimas parodytas 11-4 lentelėje.

11-4 lentelė Dviejų įkrovimo būdų palyginimas

Į{0}}įkrovimo būdas

Kai transporto priemonę reikia papildomai įkrauti, įkroviklis prijungiamas prie įkrovimo kištuko, o akumuliatorių galima įkrauti tiesiogiai, jo neišimant iš transporto priemonės, kaip parodyta 11-15 pav. Jo pranašumai – paprastas įkrovimo procesas ir nereikalauja tokių procesų kaip akumuliatoriaus saugojimas ar baterijos keitimas. Tačiau transporto priemonės įkrovimo laikas užima transporto priemonės eksploatavimo arba naudojimo laiką, dėl to sumažėja transporto priemonės išnaudojimas ir ji tampa mažiau palanki išlaikyti akumuliatoriaus bloko išlyginimą ir pailginti jo tarnavimo laiką.

Įrengtas-įkrovimo būdas vykdomas per integruoto-įkroviklio ir įmontuoto-elektrinio transporto priemonės tinklo jungties linijas bei vidinį elektromobilio CAN tinklą, susisiekiant su įmontuotu-akumuliatoriaus valdymo įrenginiu, kad būtų užbaigtas įkrovimo valdymas. Į{5}}įkrovimo ryšio struktūra parodyta 11-16 pav.

Yra dviejų tipų įkrovikliai, naudojami į{0}}įkrovimą. Vienas iš jų yra įmontuotas-įkroviklis, vežamas kartu su transporto priemone, kurio galia paprastai yra maža, dažniausiai mažesnė nei 5 kW elektriniams sedanams, maža įkrovimo srovė ir ilgas įkrovimo laikas. Tai tinka elektrinėms transporto priemonėms, kurios kraunamos naktį ir naudojamos dieną. Kitas yra ne{6}}įmontuotas greitas įkroviklis, kuris paprastai užtikrina, kad transporto priemonė būtų įkraunama per 30 min. ir gali papildyti pakankamai energijos, kad transporto priemonė galėtų nuvažiuoti daugiau nei 50 km. Gaminamiems elektriniams sedanams reikalinga ir įmontuota-įkroviklio sąsaja, ir greitojo įkroviklio sąsaja, kad atitiktų šių dviejų tipų įkroviklių taikymo poreikius, o tai reiškia, kad dvi sąsajos yra išdėstytos lygiagrečiai. 11–17 pav. parodyta „Nissan Leaf“ elektromobilio įkrovimo sąsaja.