Controlar la seguridad de las baterías de litio en vehículos eléctricos en origen

En el proceso de producción de baterías de litio, la evaluación de la capacidad y el rendimiento de la batería es un vínculo muy importante. Desde la baja capacidad utilizada principalmente en teléfonos móviles, cámaras, automóviles híbridos (<10A) hasta la capacidad media (10A-30A) para computadoras, motocicletas eléctricas, vehículos eléctricos, y luego a la batería de iones de litio de alta capacidad para vehículos eléctricos ( 30A-120A), se requieren todas las pruebas. Se puede utilizar de fábrica.

Según la introducción de Li Qiang, ingeniero de aplicaciones de sistemas de la División de Instrumentos de Precisión de Asia Pacífico de ADI, la práctica más común en la industria es utilizar equipos de prueba lineales para baterías de pequeña capacidad. Aunque es ineficiente e inexacto, sigue siendo aceptable. Sin embargo, si dicho equipo de prueba también se usa para pruebas de baterías de alta capacidad, consumirá mucha energía durante la fase de carga, lo que resultará en ineficiencia y causará problemas térmicos considerables en el diseño del hardware del dispositivo.

Con este fin, ADI abandonó la descarga de energía de la batería anterior en el controlador y front-end analógico de precisión AD 8450/1 desarrollado para que las baterías de litio de baja, media y alta capacidad se conviertan en equipos, así como el alivio de presión / impulsar el controlador PWM. La arquitectura lineal de la carga, en cambio, utiliza controladores PWM para proporcionar corriente y guiarla de regreso a la red o cargar otras baterías para lograr una protección ambiental eficiente.

Cómo controlar la seguridad y precisión de la batería de litio en un vehículo eléctrico desde la fuente

Los datos de prueba muestran que en el modo de carga, cuando el voltaje es de 3,5 V, el valor de eficiencia de 20 A es del 88% y el valor de eficiencia de 10 A es del 90%; En el modo de descarga, cuando el voltaje es de 3 V, el valor de eficiencia de 20 A es del 89% y el valor de eficiencia de 10 A es del 92%. Además de la eficiencia, las empresas de baterías de iones de litio están más preocupadas por el costo y la confiabilidad. Li Qiang dijo que el mercado de esquemas de prueba de baterías de litio también tiene combinaciones de dispositivos discretos, puede utilizar más de diez dispositivos. La solución ADI solo utiliza dos chips AD 8450/1 y ADP1972, altamente integrados, y el tamaño del diseño se reduce considerablemente. Y al aumentar la frecuencia de conmutación a 300 KHz, compartir el costo entre múltiples canales con DAC y ADC de menor precisión, agregar sincronización de cambio de fase entre canales puede reducir el filtrado de entrada y reducir el costo total del sistema. Al mismo tiempo, ADI también proporciona a los usuarios herramientas de diseño y todos los diseños de referencia, minimizando los costos de desarrollo y las dificultades de diseño, y acortando el ciclo de desarrollo.

¿Cómo compartir DAC y ADC entre múltiples canales?

La figura anterior contiene dos funciones: una es cargar la batería y la otra es descargar la batería, que está determinada por las señales de patrón de AD 8450/1 y ADP1972. Cada función tiene dos modos: modo de corriente constante (CC) y modo de presión constante (CV). Dos canales DAC controlan los puntos de ajuste CC y CV. El punto de ajuste CC determina cuánta corriente hay en el bucle en el modo CC con las funciones de carga y descarga. El punto de ajuste de CV determina el potencial de la batería cuando el lazo ingresa a CV desde CC, que también es adecuado para las funciones de carga y descarga.

El controlador y front-end analógico de precisión AD 8450/1 usa el amplificador diferencial interno PGDA para medir el voltaje de la batería y usa el amplificador de instrumento interno PGIA y la resistencia de corriente externa (RS) para medir la corriente en la batería. Luego, compara la corriente y el voltaje con el punto de ajuste del DAC a través de un amplificador de error interno y una red de compensación externa (utilizada para determinar si la función de lazo es CC o CV). Después de este módulo, la salida del amplificador de error ingresa al controlador PWM ADP1972 para determinar el ciclo de trabajo de la etapa de potencia del MOSFET. Finalmente, los inductores y condensadores que forman el bucle completo. Esta sección describe las funciones de carga y descarga porque el ADP1972 es un controlador PWM de alivio y aumento de presión.

En este escenario, el ADC obtiene una lectura de voltaje y corriente de bucle, pero no es parte del bucle de control. La velocidad de exploración es independiente del rendimiento del bucle de control, por lo que un ADC puede medir la corriente y el voltaje de una gran cantidad de canales en un sistema multicanal. Lo mismo ocurre con DAC, que permite configurar varios canales utilizando DAC de bajo costo. Además, un solo procesador solo controla la configuración de CV y CC, los patrones de trabajo y las funciones de administración, por lo que puede interactuar con muchos canales.

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