Beth yw system rheoli diogelwch batri?
rheoli diogelwch
Mae'r system rheoli diogelwch batri yn bennaf yn sicrhau gweithrediad diogel ac effeithlon y pecyn batri, gan ei atal rhag mynd ar dân oherwydd tymheredd uchel neu fethu oherwydd tymheredd isel. Oherwydd bod y pecyn batri yn ddyfais foltedd uchel, mae system amddiffyn inswleiddio foltedd uchel yn hanfodol i sicrhau diogelwch preswylwyr cerbydau a cherddwyr. Rhaid i'r system rheoli diogelwch batri allu gwneud y gorau o berfformiad y batri a'r cerbyd wrth sicrhau gweithrediad diogel y cerbyd. Mae datblygu systemau rheoli diogelwch batri yn arwyddocaol iawn ar gyfer sicrhau diogelwch bywyd ac eiddo a hyrwyddo datblygiad cerbydau trydan.
System brofi insiwleiddio foltedd uchel
Mae'r dyfeisiau storio ynni mewn cerbydau trydan, megis pecynnau batri pŵer, celloedd tanwydd, neu supercapacitors, yn gweithredu ar folteddau sy'n llawer uwch na'r ystod foltedd diogel ar gyfer y corff dynol; mae gan rai bysiau trydan hyd yn oed becynnau batri yn gweithredu ar 600V. Mae perfformiad inswleiddio'r deunyddiau inswleiddio yn y cerbyd yn dirywio'n raddol wrth eu defnyddio oherwydd traul, ac mae mwy o leithder hefyd yn lleihau'r perfformiad inswleiddio rhwng y batri pŵer foltedd uchel a'r siasi. Pan fydd haen inswleiddio terfynellau positif a negyddol y batri yn cael ei gwisgo drwodd ac yn dod i gysylltiad â'r siasi, crëir dolen cerrynt gollyngiadau, sy'n effeithio ar weithrediad y rheolydd modur, offer trydanol foltedd isel eraill, a hyd yn oed yn peryglu diogelwch teithwyr. Pan fydd yr inswleiddiad rhwng pwyntiau lluosog cylched y pecyn batri a'r siasi yn heneiddio, mae hunan-ollwng a chrynhoad ynni yn digwydd, a allai arwain at dân mewn achosion difrifol. Er mwyn sicrhau gweithrediad diogel y cerbyd, rhaid gosod dyfais canfod perfformiad inswleiddio i fonitro'r gwrthiant inswleiddio rhwng y system foltedd uchel a'r siasi mewn amser real.
Mae dulliau profi inswleiddio a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys:
1. Dull Mesur Gollyngiadau Uniongyrchol
Mewn systemau DC, dyma'r dull symlaf a mwyaf ymarferol. Gosodwch amlfesurydd i'r ystod gyfredol a'i gysylltu mewn cyfres rhwng terfynell bositif y pecyn batri a chasin y ddyfais (neu ddaear). Bydd hyn yn canfod y cerrynt gollyngiadau rhwng terfynell negyddol y pecyn batri a'r casin. Yn yr un modd, gellir ei gysylltu mewn cyfres rhwng y derfynell negyddol a'r casin i ganfod y cerrynt gollyngiadau rhwng y derfynell bositif a'r casin. Mae'r dull hwn yn syml ac yn hawdd i'w roi ar waith, ac fe'i defnyddir yn gyffredin i ganfod namau ar y safle ac mewn archwiliadau arferol o gerbydau.
2. Dull Synhwyro Cyfredol
Mae synhwyrydd cerrynt effaith Neuadd yn ddull cyffredin o ganfod gollyngiadau mewn systemau DC foltedd uchel. Mae bysiau pŵer cadarnhaol a negyddol y system batri yn cael eu pasio gyda'i gilydd i'r un cyfeiriad trwy'r synhwyrydd cyfredol. Pan nad oes cerrynt gollwng, mae'r cerrynt sy'n llifo o'r derfynell bositif yn hafal i'r cerrynt sy'n dychwelyd i'r derfynell negyddol. Felly, mae'r cerrynt sy'n mynd trwy'r synhwyrydd cyfredol yn sero, ac mae foltedd allbwn y synhwyrydd cyfredol yn sero. Pan fydd gollyngiad yn digwydd, nid yw foltedd allbwn y synhwyrydd cyfredol yn sero. Gellir defnyddio arwydd y foltedd hwn i benderfynu ymhellach a yw'r cerrynt gollyngiadau yn tarddu o derfynell gadarnhaol neu negyddol y cyflenwad pŵer. Fodd bynnag, mae'r dull profi hwn yn ei gwneud yn ofynnol i'r pecyn batri dan brawf fod yn weithredol, gyda'r cerrynt yn llifo i mewn ac allan. Ni all werthuso perfformiad inswleiddio'r system batri i lawr o dan amodau dim llwyth.
3. Dull Mesur Mesurydd Gwrthiant Inswleiddio
Mae'r dull hwn yn defnyddio mesurydd ymwrthedd inswleiddio i fesur gwerth gwrthiant yr inswleiddio. Mae mesurydd ymwrthedd inswleiddio, a elwir yn gyffredin fel megohmmeter, yn aml yn cael ei bweru gan gynhyrchydd crancio â llaw, a elwir hefyd yn megohmmeter. Mae ei raddfa yn seiliedig ar ymwrthedd inswleiddio ac mae'n offeryn mesur a ddefnyddir yn gyffredin mewn peirianneg drydanol. Dangosir ei egwyddor weithredol yn Ffigur 8-29.
Mae'r offeryn yn gweithio trwy gyffroi'r ddyfais neu'r rhwydwaith dan brawf â foltedd, yna mesur y cerrynt a gynhyrchir gan y cyffro, a defnyddio cyfraith Ohm i fesur y gwrthiant. Mae'r mesurydd ymwrthedd inswleiddio yn cynnwys dwy ran yn bennaf: generadur crancio â llaw a mesurydd cymhareb magnetoelectrig. Trwy grancio'r ddolen, mae'r generadur â llaw yn cynhyrchu foltedd uchel AC, sy'n cael ei unioni gan ddeuod i ddarparu foltedd uchel DC ar gyfer mesur. Yna mae'r mesurydd cymhareb magnetoelectrig yn mesur cymhareb y cerrynt yn y coil foltedd a'r coil cyfredol, ac mae'r dangosydd pwyntydd yn nodi'r raddfa ymwrthedd.
Mae'r tri dull uchod i gyd yn defnyddio offer perchnogol ar gyfer cerrynt gollyngiadau a phrofi ymwrthedd inswleiddio, sy'n cyflwyno anawsterau penodol ar gyfer integreiddio i systemau rheoli batri. Defnyddir dulliau mesur cylched yn fwy cyffredin mewn systemau rheoli batri. Dangosir egwyddor mesur inswleiddio foltedd DC a ddefnyddir yn gyffredin yn Ffigur 8-30.
Yn y diagram bloc hwn, mae R₁, R₂, R₃, ac R₄ yn wrthyddion gwrthiant uchel (ee, 500kΩ neu uwch), gan sicrhau nad yw lefel yr inswleiddiad yn gostwng yn artiffisial wrth fesur. Rₙ ac Rₚ yw ymwrthedd inswleiddio terfynellau cadarnhaol a negyddol y pecyn batri pŵer i'r corff cerbyd, yn y drefn honno. Mae R' ac R" yn wrthyddion rhannwr foltedd gyda gwrthiannau bach (ee, tua 2000Ω), sy'n caniatáu i'r sglodyn trosi A-D gael signalau analog lefel mV ar eu traws.
Pan fydd switsh S yn y cyflwr i ffwrdd, gellir cael y gwerthoedd foltedd ar draws Rₙ ac Rₚ trwy'r sglodyn mesur, gan arwain at yr hafaliad canlynol:
Yn y fformiwla, mae V₁ a V₂ yn cynrychioli'r folteddau i'r ddaear o'r barrau bysiau positif a negatif pan fydd switsh S ar agor.
Yn yr un modd, pan fydd switsh S ar gau, gellir cael hafaliad arall:
Yn y fformiwla, mae V'₁ a V'₂ yn cynrychioli'r folteddau bar bus positif a negatif i'r ddaear pan fydd S ar gau.
Gan fod gwerthoedd gwrthiant y gwrthyddion cyfres R₁, R₂, R₃, R₄, R, ac R' yn hysbys, gellir defnyddio'r system hafaliadau (8-5) a (8-6) i ddatrys ar gyfer R₊ ac R₋.
Mae dulliau mesur gwrthiant inswleiddio eraill a ddefnyddir mewn systemau rheoli batri yn cynnwys y dull pont cytbwys, y dull chwistrellu signal amledd uchel, a'r dull cyflenwad pŵer ategol. Wrth i foltedd batris pŵer gynyddu ac wrth i'w cymwysiadau ddod yn fwy eang, mae diogelwch inswleiddio cerbydau trydan yn dod yn fwyfwy pwysig, ac mae ymchwilwyr yn dylunio ac yn dilysu amrywiol ddulliau monitro inswleiddio yn barhaus.
Pŵer Brig
SOP (State of Power) yw'r pŵer mwyaf y gall batri ei ryddhau neu ei amsugno o fewn cyfnod amser a bennwyd ymlaen llaw. Defnyddir pŵer brig i werthuso terfynau gwefru a gollwng batri pŵer o dan wahanol gyflyrau gwefr, gan chwarae rhan hanfodol wrth wneud y gorau o'r paru rhwng y pecyn batri pŵer a pherfformiad pŵer y cerbyd, yn ogystal â gwneud y mwyaf o swyddogaeth brecio adfywiol y modur trydan. Mae ganddo hefyd werth damcaniaethol ac ymarferol sylweddol ar gyfer y defnydd rhesymol o fatris, gan osgoi codi gormod neu or-ollwng, gwella diogelwch batri, ac ymestyn oes batri. Fodd bynnag, mae pŵer brig batri yn destun nifer o gyfyngiadau diogelwch; dim ond pŵer brig o fewn y terfynau diogelwch hyn sydd ag arwyddocâd ymarferol. Mae'r adran hon yn trafod rhai paramedrau batri sy'n cyfyngu ar bŵer brig ac yn archwilio'r berthynas rhwng diogelwch batri a phŵer brig.
1. -Cyfyngiadau Seiliedig ar dymheredd
Mae dargludedd yr electrolyte a gweithgaredd yr anod a'r deunyddiau catod yn newid gyda thymheredd, gan effeithio ar derfyn uchaf pŵer gwefr a rhyddhau'r batri. Mae cyfradd adwaith yr electrodau yn gostwng wrth i'r tymheredd ostwng. Mae tymheredd hefyd yn effeithio ar gyfraddau cludo ïonau ac electronau yn yr electrolyte. Mae'r cyfraddau hyn yn cynyddu gyda thymheredd cynyddol ac i'r gwrthwyneb. Ar ben hynny, os yw'r tymheredd yn rhy uchel, yn fwy na'r terfyn tymheredd penodedig, bydd y cydbwysedd cemegol o fewn y batri yn cael ei amharu, gan achosi problemau diogelwch batri.
Fel y dangosir yn Ffigur 8-31, mae pŵer brig y batri yn newid gyda thymheredd, gan arddangos cromlin aflinol amlwg. Mae pŵer brig yn gostwng wrth i'r tymheredd ostwng, gan newid yn araf ar dymheredd isel. Mae pŵer brig yn cynyddu wrth i'r tymheredd gynyddu, ond mae tymheredd rhy uchel yn ei gwneud hi'n anodd afradu gwres, gan effeithio'n negyddol ar ddiogelwch batri a hyd oes.
2. Cyflwr Gwefr (SOC)-Cyfyngiadau Seiliedig
Mae'r cyfyngiad SOC ar SOP (Dechrau Gweithrediad) wedi'i gynllunio i atal gorwefru a gor-ollwng y batri pŵer yn ystod gweithrediad, gan sicrhau diogelwch batri. Wrth astudio'r berthynas rhwng pŵer brig a SOC, rhaid hefyd ystyried dylanwad ffactorau megis tymheredd a chyfradd tâl / gollwng ar SOC i wella cywirdeb mesur SOC. Fel y dangosir yn Ffigur 8-32, gyda chynnydd y Gyflwr Codi Tâl (SOC), mae'r pŵer rhyddhau yn cynyddu tra bod y pŵer codi tâl yn gostwng. Er enghraifft, o fewn yr un ystod SOC, pan fydd y SOC yn cynyddu o 10% i 90%, mae'r pŵer rhyddhau brig yn cynyddu o 222W i 693W, tra bod y pŵer codi tâl brig yn gostwng o 675W i 300W. Gall astudio'r pŵer brig o dan wahanol amodau SOC amcangyfrif galluoedd gwefr a rhyddhau'r batri, gan ddarparu data a chymorth technegol ar gyfer ei ddefnyddio mewn cerbydau trydan.
3. Cyfyngiadau yn Seiliedig ar Ymwrthedd Ohmig
Fel y dangosir yn Ffigur 8-33, mae pŵer brig batri fwy neu lai mewn cyfrannedd gwrthdro â'i wrthiant mewnol ohmig. Po leiaf yw'r gwrthiant mewnol ohmig, y mwyaf a'r cyflymaf yw'r allbwn pŵer brig; i'r gwrthwyneb, y mwyaf yw'r gwrthiant mewnol ohmig, y lleiaf ac arafach yw'r allbwn pŵer brig.
Mae tymheredd, cyflwr gwefr (SOC) a gwrthiant mewnol y batri i gyd yn perthyn yn agos i'w statws diogelwch. Felly, rhaid i gyflwr gweithredu'r batri (SOP) fodloni'r cyfyngiadau a osodir gan y tri ffactor hyn i sicrhau gweithrediad diogel ac ymestyn ei oes.
