عیدی ویژه سال نو مهندس یار: یک محصول رایگان برای شما !! (فقط تا ساعت 24 امروز وقت دارید عیدی خود را بگیرید) کلیک کنید
عیدی ویژه سال نو مهندس یار: یک محصول رایگان برای شما !! (فقط تا ساعت 24 امروز وقت دارید عیدی خود را بگیرید)
کلیک کنید
0
0

سیستم مدیریت باتری و تکامل آن

2648 بازدید

مدیریت باتری در سیستم های الکترونیکی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. به همین جهت در این مقاله قصد داریم این مساله بسیار مهم را بررسی نماییم.

باتری های اکسید کبالت منگنز نیکل لیتیوم (NMC) مزایای بسیاری دارند، اما نگرانی های مربوط به ایمنی را نیز به همراه دارند. به طور خاص، در شرایط معین، ولتاژ بیش از حد سلول های NMC می توانند منجر به احتراق خود به خود شوند.

برای مقابله با این نگرانی، مدارهای محافظت الکترونیکی اولیه توسط شرکتهایی مانند Benchmarq, Seiko, Ricoh و دیگران به بازار عرضه شد. این مدارهای نسبتاً زمخت قابل تنظیم مجدد که شامل قطع جریان تخلیه اما نه در یک روند پایدار هستند ، محافظ اولیه نامیده می شوند. مدارهای حفاظت الکترونیکی، که برای هر ترکیبی قابل استفاده هستند، اکنون در سیستمهای کامل مدیریت باتری (BMS) ادغام شده اند.

در این مقاله به تکامل این سیستم ها خواهیم پرداخت.

 

مدارهای حفاظت الکترونیکی

 

محافظ های اولیه تازه شروع بکار می کردند که بلافاصله شرکت هایی مانند موتورولا برای پیاده سازی محافظ ثانویه انتخاب شدند. این مدارها تک ضربه ای هستند که هنگام فعال شدن، بصورت فیزیکی مسیر قدرت را باز می کنند. این مدارهای تک ضربه ای توسط هر ولتاژ سلولی بالاتر از آستانه تنظیم بالاتر از آستانه برای محافظ اولیه قابل تنظیم مجدد فعال می شدند.

به عنوان مثال ، آستانه ولتاژ محافظ ثانویه می تواند در 5/4 ولت تنظیم شود و آستانه محافظ اولیه می تواند 35/4 ولت باشد، بنابراین به دلیل تلرانس، اجازه برای هیچ پیوندی را نمی دهد.

در متداول ترین پیاده سازی از فیوز درون خطی و حرارتی فعال شده توسط گرم کننده های مدار فعال سازی استفاده می شود (که گاهی به عنوان فیوزهای شیمیایی نیز شناخته می شود). هر دو کلاس محافظ برای جلوگیری از فعال شدن غیرضروری در اثر نویز/ اسپایک ها دارای هیسترزیس زمانی هستند.

مدار حفاظت الکترونیکی همچنین می تواند تعادل سلولی را در بر بگیرد. این امر مانع از اضافه ولتاژ سلول به دلیل عدم تعادل سلول ها می شود، زیرا مدار شارژ بر روی ولتاژ دسته مشترک کار می کند. یک ظرفیت سلولی پایین تر تکی (ولتاژ آن سریعتر از متوسط افزایش می یابد) می تواند محافظ اولیه را فعال کرده و باعث اتمام شارژ نابهنگام شود.

 

مدیریت باتری

 

دیاگرام مدار با کارکردهای محافظت الکترونیکی (طراحی شده در آلتیوم دیزاینر) با دایره قرمز رنگ مشخص شده است.

اندازه گیری سوخت (اندازه گیری بنزین)

 

اندازه گیری سوخت باتری برای تعیین وضعیت شارژ باتری (SOC) استفاده می شود. در اوایل فن آوری باتری، سنجش سوخت مطلوب و بسیار آگاهی دهنده از هزینه بود. به زودی، مزیت های توانایی تعیین ظرفیت باتری بصورت دینامیکی، بازاری را ایجاد کرد که در آن ریزپردازنده های محصول استاندارد ویژه کاربرد (ASSP) می توانند از لحاظ اقتصادی، عملکرد اندازه گیری سوخت را انجام دهند.

در همین رابطه بخوانید »   راهنمای کامل انجام محاسبات و آموزش نصب پنل خورشیدی

تقاضای رو به رشد منجر به یک مشخصه جدید، باس مدیریت سیستم (SMBus یا SMB) شد که توسط یک کمیسیون شامل اینتل و مایکروسافت ایجاد شده است. هدف از این کار این بود که پلتفرم های سخت افزاری و نرم افزاری ثابت از تولید کنندگان مختلف بتوانند یکپارچه کار کنند. بخشی از مشخصات، یک پروتکل داده کامل حاصل از I²C بود که یک باس دو سیمه با حداکثر سرعت ساعت 100 کیلوهرتز را پیاده سازی می کند.

امروزه سایر پروتکل ها محبوبیت بیشتری پیدا می کنند، مانند باس CAN (شبکه ناحیه کنترلی). عمر اتصال در اینجا است، و داده ها را می توان به صورت پویا در یک میزبان محلی و بصورت پیشرفته در یک سیستم جمع آوری داده مبتنی بر ابر بارگیری کرد. افزایش ظهور الگوریتم های مبتنی بر ریزپردازنده SOC و ASSP ها در این روند شکل می گیرند. مزایای جمع آوری داده ها زیاد است مانند سرویس دهی برنامه ریزی شده ، تعیین مصرف باتری برای ضمانت نامه ها و غیره.

 

مدیریت باتری

 

اکثر مدارهای اندازه گیری سوخت برای تعیین ظرفیت دینامیکی از شمارش کولومتری استفاده می کنند، به عبارت دیگر، نگه داشتن یک شمارش از جریان داخل و جریان خارج. این یک قاعده آسان است، اما انجام دقیق و مداوم کار ساده ای نیست. هدف نهایی، پیش بینی استفاده از عمر است. تحقیقات زیادی برای دستیابی به پیش بینی به طور فزاینده پیچیده انجام می شود، که از اهمیت ویژه ای برای نصب باتری های بزرگ برخوردار است.

سیستم های مدیریت باتری اکنون غالباً محافظ اولیه و همچنین اندازه گیری سوخت را یکی کرده اند. آنها به یک برنامه سیستمی واقعی تبدیل شده اند که قادر به کنترل تعاملی با میزبان است. مدار BMS معمولاً در یک مونتاژ PCB موجود است اما می تواند به یک ماژول سوئیچینگ توان و یک PCB سیگنال تفکیک شود.

از آنجا که لیتیوم و سایر فن آوری های پیشرفته باتری همچنان سهم بازار در صنایع برق و باتری، مانند حمل و نقل، خودرو، ابزار قدرت، تجهیزات صنعتی و ارتباطات از راه دور را بدست می آورند، سیستم های مدیریت باتری همچنان به پیشرفت توانایی ما در شارژ دقیق و کارآمد، اندازه گیری و استفاده از این باتری ها ادامه خواهند داد.

برچسب ها:

نظرات

0 نظر در مورد سیستم مدیریت باتری و تکامل آن

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هیچ دیدگاهی نوشته نشده است.