تعمل شاشات البطاريات الجديدة من TI على زيادة نطاق EV

مع قدرة القياس الأكثر دقة في السوق ، كشفت شركة Texas Instruments (TI) النقاب عن خلايا بطارية جديدة للسيارات وشاشات للتعبئة تزيد من الوقت الذي يمكن فيه قيادة السيارة الكهربائية (EV) وتجعل التشغيل أكثر أمانًا.

تساعد أنظمة إدارة البطاريات الحديثة (BMS) في إزالة العقبات الكبيرة التي تحول دون اعتماد المركبات الكهربائية مع زيادة شعبيتها. لدى TI مجموعة واسعة من أجهزة BMS لمساعدة شركات السيارات على صنع سيارات أكثر أمانًا وموثوقية وتسريع اعتماد المركبات الكهربائية من خلال حل مشكلات تصميم النظام الصعبة.

أنظمة إدارة البطارية

نظام إدارة المباني أمر بالغ الأهمية لضمان موثوقية زيادة النطاق والسلامة والقدرة على تحمل التكاليف. وفقًا لـ TI ، تتجه الصناعة نحو الجهد العالي ، وبالتالي فإن الهدف هو المراقبة الدقيقة لخلايا البطاريات القائمة على أيونات الليثيوم والتوازن بينها والتقنيات القادمة مثل فوسفات حديد الليثيوم (LFP). المراقبة أمر بالغ الأهمية لتجنب التفريغ السريع أو عدم التوازن بين الخلايا المجاورة المختلفة.

يمكن أن يبدو تطوير الابتكار في BMS كما يلي:

• مراقبة الخلايا وتوازنها بدقة في نظام بطارية قابلة لإعادة الشحن تعتمد على 400 فولت و 800 فولت.
• زيادة السلامة مع بنية BMS المتقدمة والذكية والتحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية للكشف المبكر عن الانتشار الحراري والوقاية منه.
• وفر موارد البحث والتطوير وقم بتوسيع نطاق تصميمك ليشمل منصات جديدة من خلال محفظتنا الواسعة وخبرتنا في النظام.
• حقق أهداف السلامة الوظيفية باستخدام جهاز متوافق مع ASIL-D.

يعد الانتقال إلى معماريات 400- إلى 800-V أمرًا مهمًا للغاية ، لأنه مع 800 V ، يمكنك الاستفادة من كربيد السيليكون في العاكس ، أو الاستفادة من شبكات الشحن السريع DC ، حتى تتمكن من إعادة شحن السيارة في محضر جلسة.

تحاول شركات صناعة السيارات الاستفادة من LFP لتصبح أكثر اخضرارًا وتقليل اعتمادها على عناصر الأرض النادرة. نظرًا لوفرة الحديد على الأرض ، فهو أيضًا وسيلة لتوفير النفقات. تقدم LFP مزايا التكلفة ، ولكن هناك بعض العيوب أيضًا. يجب أن تكون قادرًا على التحكم فيه. على سبيل المثال ، خلال فصل الشتاء ، يشهد أداء LFP انخفاضًا في كثافة الطاقة. على وجه التحديد ، مطلوب BMS الذي يوازن ديناميكيًا الخلايا الفردية والحراس ضد الجهد المنخفض والجهد الزائد للسماح بـ LFP في الممارسة.

تحتاج حلول BMS إلى دقة محسّنة في مراقبة الخلايا لتمكين اعتماد واسع النطاق لكيمياء بطاريات LFP. تدعي TI أنه من أجل إضافة ذكاء إضافي ، فإننا نتجه نحو أنظمة مركبة متطورة مع الحوسبة السحابية أو المعالجة المركزية السحابية.

لذلك ، تمنح تقنية BMS ذات الجهد العالي مصنعي المعدات الأصلية خيار الاستخدام الكامل للنطاق الفعلي لأي سيارة كهربائية وتعزيز الثقة في البطاريات. تعتبر قياسات الجهد الدقيقة عالية الأداء مهمة من أجل استخدام النطاق الفعلي للبطارية. لكي تثق بقدرتك على شحن وتفريغ السيارة بشكل صحيح ، يجب أن تتمتع بالدقة الفائقة.

لذلك يصبح من المهم جدًا مطابقة جهد الخلية مع تيارها. عندما يكون الجهد والتيار متزامنين مع بعضهما البعض أو قريبين من بعضهما البعض ، يمكنك معرفة المزيد عن مقاومة الخلية ودرجة الحرارة وكيفية تقادم البطارية أو الحالة العامة للشحن. لذا فأنت بحاجة إلى جهاز مراقبة دقيق للبطارية يتيح لك استخدام النطاق الكامل ويضمن لك البقاء بأمان. تحتاج شاشة الخلية إلى العمل جنبًا إلى جنب مع الأجهزة الأخرى للسماح بالمزامنة الفورية لمحاذاة الفولتية والتيارات بحيث يكون لديك تقديرات أفضل لحالة الشحن.

حلول جديدة

أحدث الإضافات إلى مجموعة BMS الشاملة لشركة TI هي شاشة خلية البطارية BQ79718-Q1 وشاشة حزمة البطارية BQ79731-Q1. توفر الأجهزة BQ79731-Q1 و BQ79718-Q1 مستوى غير مسبوق من الدقة والدقة في قياس جهد البطارية والتيار ودرجة الحرارة من أجل التأكد بدقة من النطاق الحقيقي للسيارة وإطالة العمر الإجمالي للبطارية وسلامتها.

مع قياسات جهد خلية البطارية عالية الأداء التي تصل إلى 1 مللي فولت من الدقة وقياسات حزمة البطارية الحالية التي تصل إلى 0.05٪ من الدقة ، فإن شاشات البطارية BQ79718-Q1 و BQ79731-Q1 تمكن صانعي السيارات من زيادة النطاق الحقيقي لمركباتهم الكهربائية. ستوفر هذه التطورات حالة الشحن الأكثر دقة وحالة القياسات الصحية على مستوى الخلية الفردية والحزمة ، مما يمثل النطاق المتبقي الحقيقي ويعزز الثقة في عمر بطارية السيارة الكهربائية.

كما يتم توفير لقطة في الوقت الفعلي لصحة البطارية من خلال أفضل تزامن للجهد والتيار في الصناعة (64 أوم) ، مما يتيح المراقبة الفورية لطاقة حزمة البطارية. أصبح التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية ، الذي يوفر معلومات مهمة حول عمر البطارية وحالة الشحن ودرجة حرارة الخلية الأساسية ، ممكنًا من خلال هذه الدرجة من التزامن.

تحقق الدائرة المتكاملة لمراقبة خلايا البطارية BQ79718-Q1 دقة غير مسبوقة في مستوى سلامة السيارات (ASIL) (المسار الرئيسي والمسار الزائد والبحث عن الأخطاء المتبقية) ، مما يسمح لشركات تصنيع السيارات بشحن حزمة بطارية السيارة وتفريغها بشكل أكثر فاعلية من أي مراقبة الخلايا التي كانت متوفرة على الإطلاق.

الهدف هو توفير قياسات دقيقة تصل إلى 1 مللي فولت. وفقًا لـ TI ، يتم تحقيق مكاسب كبيرة أيضًا باستخدام تقنية بطارية LFP. سيكون جعل نظام إدارة المباني موثوقًا وآمنًا في المستقبل أمرًا بالغ الأهمية لتوسيع نطاق الرسوم الفردية للسيارات.

Maurizio Di Paolo Emilio حاصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء ومهندس اتصالات. عمل في العديد من المشاريع الدولية في مجال أبحاث موجات الجاذبية ، وتصميم نظام التعويض الحراري (TCS) وأنظمة الحصول على البيانات والتحكم فيها ، وفي مشاريع أخرى حول الحزم الميكروية للأشعة السينية بالتعاون مع جامعة كولومبيا ، وأنظمة الجهد العالي وتقنيات الفضاء. للاتصالات والتحكم في المحركات مع ESA / INFN. تم تطبيق TCS على تجربتي Virgo و LIGO ، التي اكتشفت موجات الجاذبية لأول مرة وحصلت على جائزة نوبل في عام 2017. منذ عام 2007 ، كان مراجعًا للمنشورات العلمية للأكاديميين مثل مجلة Microelectronics Journal ومجلات IEEE. علاوة على ذلك ، فقد تعاون مع شركات صناعة إلكترونية مختلفة والعديد من المدونات والمجلات الإيطالية والإنجليزية ، مثل Electronics World و Elektor و Mouser و Automazione Industriale و Electronic Design و All About Circuits و Fare Elettronica و Elettronica Oggi و PCB Magazine ، كاتب / محرر تقني متخصص في عدة مواضيع في الإلكترونيات والتكنولوجيا. من عام 2015 إلى عام 2018 ، كان رئيس تحرير Firmware و Elettronica Open Source ، وهما مدونات ومجلات تقنية لصناعة الإلكترونيات. شارك في العديد من المؤتمرات كمتحدث في الكلمات الأساسية لموضوعات مختلفة مثل الأشعة السينية وتقنيات الفضاء وإمدادات الطاقة. يستمتع موريزيو بكتابة وإخبار القصص حول إلكترونيات الطاقة وأشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة العريضة والسيارات وإنترنت الأشياء والمدمجة والطاقة والحوسبة الكمومية. ماوريتسيو هو محرر محتوى في AspenCore منذ عام 2019. وهو حاليًا رئيس تحرير Power Electronics News و EEWeb ومراسلًا لـ EE Times. وهو مضيف برنامج PowerUP ، وهو بودكاست حول إلكترونيات الطاقة ، ومروج ومنظم مؤتمر PowerUP الافتراضي ، وهو قمة يتحدث فيها المتحدثون الرائعون كل عام عن اتجاهات تصميم إلكترونيات الطاقة. علاوة على ذلك ، فقد ساهم في عدد من المقالات التقنية والعلمية بالإضافة إلى عدد من كتب Springer حول حصاد الطاقة وأنظمة الحصول على البيانات والتحكم فيها.