- 1. Real-time zaščita pred pretokom
- 2. Nadzor toka in moči za optimizacijo sistema
- 3. Merjenje toka za zaprta vezja
- O avtorjih
Trg električnih vozil se po vsem svetu hitro povečuje. Ocene kažejo, da bo število električnih vozil na cesti po vsem svetu do leta 2030 doseglo 125 milijonov. Globalni trg za električna vozila in hibridna vozila. Za nadzor pretoka energije in optimizacijo učinkovitosti podsistemov pogonskih sklopov HEV / EV, kot so vlečni pretvorniki, polnilniki na vozilu (OBC), pretvorniki DC-DC in sistemi za upravljanje akumulatorjev (BMS), so nujne natančne in natančne meritve toka. Ti visokonapetostni podsistemi morajo meriti velike tokove pri visokih skupnih napetostih. Zaradi tehničnih in regulativnih razlogov trenutne meritve zahtevajo izolacijo in zelo visoko zmogljivost v težkih avtomobilskih okoljih.
Tipične konfiguracije električnih vozil v Indiji so spodaj:
i) dvokolesnik
- Napetost akumulatorja = 48V, 72V
- 1kW, 2kW motor
ii) trikolesnik
- Napetost akumulatorja = 48V, 72V
- 2kW, 4kW motor
iii) 4-kolesni in avtobus
- Napetost akumulatorja = 72V, 400V, 600V
- 20kW do 300kW
Ena od ključnih značilnosti varnega električnega vozila je zbiranje podatkov in izvajanje hitrih povratnih informacij lokalno na podlagi teh podatkov. Ena takih podatkovnih točk, ki je zelo pomembna in ključna za varnost, je tok, ki teče skozi različne podsisteme električnega vozila.
Trenutno zaznavanje električnega vozila lahko razdelimo na splošno v 3 kategorije, kot je prikazano spodaj:
1. Zaščita pred prevelikim tokom v realnem času
- Vlečni pogoni:
- Zaščitna vezja akumulatorja:
2. Nadzor toka in moči za optimizacijo sistema
- Merjenje akumulatorja
- Poraba energije sistema
- Servo volan
3. Merjenje toka za zaprta vezja
- Uporaba motornega pogona:
- DC / DC pretvorniki
Spodaj je pregled različnih rešitev iz TI za trenutne aplikacije zaznavanja. Os Y je običajna napetost tirnice, skozi katero se zaznava tok, os X pa dejanska amplituda merjenega toka.
Kot je prikazano na zgornji sliki, je tok mogoče zaznati skozi napetost na majhnem upornem uporniku ali pa ga izmeriti z merjenjem magnetnega polja, ki ga ustvarja tok med pretokom skozi vodnik. Pri Ti ponujamo rešitve za merjenje toka z uporabo obeh zgoraj omenjenih metod.
Seznam rešitev, ki jih ima TI za trenutno zaznavanje, si lahko ogledate spodaj:
Oglejmo si nekaj primerov uporabe trenutnega senzorja nekoliko podrobneje in si oglejmo nekaj primernih rešitev, ki jih ponuja TI.
1. Real-time zaščita pred pretokom
Ta primer uporabe je na splošno viden v EV iz varnostne perspektive. Ker lahko akumulatorji med pojavom napake izpraznijo ogromne količine toka, postane zelo pomembno vezje za nadzor napak v realnem času. Hitrost in natančnost takšnega vezja je zasluga sedanjega ojačevalnika. V nekaterih primerih, ker ima uC omejeno pasovno širino, vzorčenje analogne vrednosti toka - pretvorba v digitalno vrednost, ki ji sledi primerjava digitalne vrednosti za zaznavanje presežnega toka, povzroči veliko zamudo v zaščitnem vezju. Za reševanje tega problema je TI pripravil trenutni čutni ojačevalnik z vgrajenimi primerjalniki, katerega prag je mogoče nastaviti in ga je mogoče neposredno dovajati v prekinitveni zatič uC, kar povzroči veliko zmanjšanje preobremenitve uC.
Nekatere rešitve podjetja TI za zaščito pred pretokom so:
Zelo dober primer tega primera je uporaba sedanjega ojačevalnika občutka kot varovalke E, kot je prikazano spodaj:
2. Nadzor toka in moči za optimizacijo sistema
Nadzor toka in moči se običajno izvaja v sistemih električnih vozil za spremljanje celotne porabe toka iz akumulatorja in tako vozniku v realnem času daje informacije o napolnjenosti baterije v vozilu z uporabo algoritmov, kot je štetje kulonov. Poleg zgoraj navedenega primera se nadzor toka v vozilih uporablja v različnih podsistemih, kot so servo volan, električni pomik stekel in podobna področja. Pri spremljanju toka in moči ima TI širok portfelj.
Kot je bilo omenjeno zgoraj, je eno od glavnih področij osredotočenja pogled na tok, ki teče iz in iz akumulatorja, tako da preštejemo kulone in izračunamo preostalo življenjsko dobo / napolnjenost baterije. TI-jev INA299 izstopa po takšni aplikaciji zaradi visoke stopnje integritete, visoke natančnosti in nizke porabe mirujočega toka. Spodaj lahko vidimo tipični blokovni diagram na visoki ravni BMS z INA299. Za več podrobnosti in tehnične informacije obiščite mapo izdelkov INA299 na ti.com.
3. Merjenje toka za zaprta vezja
Zaradi prisotnosti več napetosti, ki so na voljo v električnem vozilu, je v drevesu za napajanje mogoče najti celo vrsto kombinacij pretvornikov za dvig in dvig. Nekateri zelo vidni napajalni bloki v tipičnem električnem vozilu so vgrajeni polnilnik, BLDC (pogonski pogonski motorji), pretvornik od 48 do 12 V itd. z visoko natančnostjo je za izvajanje zank za nadzor največjega toka izrednega pomena majhen zakasnilni tok. Za takšno aplikacijo je potreben senzor toka z zelo visoko pasovno širino za merjenje preklopnega toka, izhodnega toka, da lahko krmilnik hitro ukrepa.Drug poudarek tokovnih senzorjev, ki se uporabljajo pri krmiljenju motornih pogonov, je sposobnost senzorjev, da pri visoki frekvenci zavrnejo šum v običajnem načinu (zavrnitev PWM).
Na primer INA253 se v tej aplikaciji odlikuje s svojo vodilno industrijo CMDR s 93 db celo pri 50 kHz. Spodaj je prikazana tipična shema, ki se uporablja za vgrajeno zaznavanje toka
Texas Instruments ponuja najboljše v svojem razredu izolirane ojačevalnike in izolirane modulatorje, ki pomagajo doseči zelo natančne meritve izoliranega toka nad temperaturo v kombinaciji z visoko natančnimi ranžirnimi loputami. TI je pripravil novo serijo izoliranih ojačevalnikov toka, imenovanih kot serija AMC, ki pomagajo načrtovanemu merjenju toka z visoko natančnostjo z izolacijsko pregrado do 2 kVrms.
TI ima dobro zbirko treningov za globoko vožnjo na temo » Kako začeti z ojačevalniki toka «, ki bodo inženirjem pomagali, da se naučijo, kako povečati doseženo zmogljivost pri merjenju toka s trenutnim ojačevalnikom. To je serija kratkih videoposnetkov, ki obravnavajo drugačno temo.
Na splošno je usposabljanje razdeljeno na tri oddelke
- Osnove
- Razumevanje virov napak
- Napredne teme
Do vseh videoposnetkov o izobraževanju TI lahko dostopate po povezavi.