Batareya təhlükəsizliyi idarəetmə sistemi nədir?
təhlükəsizliyin idarə edilməsi
Batareyanın təhlükəsizliyini idarəetmə sistemi ilk növbədə batareya paketinin təhlükəsiz və səmərəli işləməsini təmin edir, onun yüksək temperatur nəticəsində alovlanmasının və ya aşağı temperatur nəticəsində sıradan çıxmasının qarşısını alır. Batareya paketi yüksək{1}}gərginlikli cihaz olduğundan, avtomobilin sərnişinlərinin və piyadaların təhlükəsizliyini təmin etmək üçün yüksək-gərginlikli izolyasiya mühafizə sistemi vacibdir. Akkumulyatorun təhlükəsizliyi idarəetmə sistemi avtomobilin təhlükəsiz istismarını təmin edərkən həm akkumulyatorun, həm də avtomobilin işini maksimum dərəcədə artıra bilməlidir. Batareya təhlükəsizliyi idarəetmə sistemlərinin inkişafı həyat və əmlakın təhlükəsizliyini təmin etmək və elektrik nəqliyyat vasitələrinin inkişafını təşviq etmək üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Yüksək gərginlikli izolyasiya sınaq sistemi
Elektrikli nəqliyyat vasitələrindəki enerji saxlama cihazları, məsələn, batareya paketləri, yanacaq elementləri və ya superkondensatorlar insan orqanizmi üçün təhlükəsiz gərginlik diapazonunu çox aşan gərginliklərdə işləyir; bəzi elektrik avtobuslarında hətta 600V-də işləyən akkumulyatorlar var. Avtomobildəki izolyasiya materiallarının izolyasiya performansı köhnəlmə səbəbindən istifadə zamanı tədricən pisləşir və artan rütubət yüksək-gərginlikli batareya ilə şassi arasında izolyasiya performansını da azaldır. Akkumulyatorun müsbət və mənfi terminallarının izolyasiya təbəqəsi aşındıqda və şassi ilə təmasda olduqda, mühərrik tənzimləyicisinin, digər aşağı gərginlikli elektrik cihazlarının işinə təsir edən və hətta sərnişinlərin təhlükəsizliyini təhlükə altına alan sızma cərəyanı dövrəsi yaranır. Batareya paketi dövrəsinin çoxsaylı nöqtələri ilə şassi arasındakı izolyasiya köhnəldikdə, öz-özünə boşalma və enerji yığılması- baş verir və bu, potensial olaraq ağır hallarda yanğına səbəb olur. Avtomobilin təhlükəsiz istismarını təmin etmək üçün real vaxt rejimində yüksək gərginlik sistemi ilə şassi arasında izolyasiya müqavimətinə nəzarət etmək üçün izolyasiya performansını aşkar edən cihaz quraşdırılmalıdır.
Ümumi istifadə olunan izolyasiya test üsullarına aşağıdakılar daxildir:
1. Birbaşa Sızma Ölçmə Metodu
DC sistemlərində bu, ən sadə və ən praktik üsuldur. Multimetri cari diapazona qoyun və onu batareya paketinin müsbət terminalı ilə cihazın korpusu (və ya torpaq) arasında ardıcıl olaraq birləşdirin. Bu, batareya paketinin mənfi terminalı ilə korpus arasında sızma cərəyanını aşkar edəcək. Eynilə, müsbət terminal və korpus arasında sızma cərəyanını aşkar etmək üçün mənfi terminal və korpus arasında ardıcıl olaraq birləşdirilə bilər. Bu üsul sadə və tətbiqi asandır və adətən-yerdə nasazlıqların aşkarlanmasında və avtomobilin müntəzəm yoxlanışlarında istifadə olunur.
2. Cari Algılama Metodu
Hall effektli cərəyan sensoru yüksək gərginlikli DC sistemlərində sızmanın aşkarlanması üçün ümumi üsuldur. Akkumulyator sisteminin müsbət və mənfi enerji avtobusları cərəyan sensoru vasitəsilə eyni istiqamətdə birlikdə ötürülür. Heç bir sızma cərəyanı olmadıqda, müsbət terminaldan axan cərəyan mənfi terminala qayıdan cərəyana bərabərdir. Buna görə də, cari sensordan keçən cərəyan sıfırdır və cari sensorun çıxış gərginliyi sıfırdır. Sızıntı meydana gəldikdə, cari sensorun çıxış gərginliyi sıfır deyil. Bu gərginliyin işarəsi, sızma cərəyanının enerji təchizatının müsbət və ya mənfi terminalından qaynaqlandığını daha da müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər. Bununla belə, bu sınaq metodu sınaq altında olan batareya paketinin cərəyanın daxil olub çıxması ilə işləməsini tələb edir. O, yüksüz şəraitdə-yeraltı batareya sisteminin izolyasiya performansını qiymətləndirə bilməz.
3. İzolyasiya Müqavimət Ölçmə Ölçmə Metodu
Bu üsul izolyasiyanın müqavimət dəyərini ölçmək üçün izolyasiya müqavimət ölçerindən istifadə edir. Adətən meqaohmmetr kimi tanınan izolyasiya müqaviməti sayğacı tez-tez əl -krank generatoru ilə təchiz edilir, buna görə də meqaohmmetr deyilir. Onun miqyası izolyasiya müqavimətinə əsaslanır və elektrik mühəndisliyində geniş istifadə olunan ölçü alətidir. Onun iş prinsipi Şəkil 8-29-da göstərilmişdir.
Alət sınaqdan keçirilən cihazı və ya şəbəkəni gərginliklə həyəcanlandıraraq, sonra həyəcanın yaratdığı cərəyanı ölçməklə və müqaviməti ölçmək üçün Ohm qanunundan istifadə etməklə işləyir. İzolyasiya müqaviməti ölçən cihaz əsasən iki hissədən ibarətdir: əl-generator və maqnitoelektrik nisbət ölçən. Dəstəyi döndərməklə-əl ilə işləyən generator AC yüksək gərginlik yaradır və bu, ölçmə üçün DC yüksək gərginliyi təmin etmək üçün diod tərəfindən düzəldilir. Maqnitoelektrik nisbət ölçmə cihazı daha sonra gərginlik bobinindəki cərəyanın və cari sargının nisbətini ölçür və göstərici göstərici müqavimət miqyasını göstərir.
Yuxarıda göstərilən üç metodun hamısı sızma cərəyanı və izolyasiya müqavimətinin yoxlanılması üçün xüsusi avadanlıqdan istifadə edir ki, bu da batareya idarəetmə sistemlərinə inteqrasiya üçün müəyyən çətinliklər yaradır. Dövrə ölçmə üsulları batareya idarəetmə sistemlərində daha çox istifadə olunur. Tez-tez istifadə olunan DC gərginlik izolyasiyasının ölçülməsi prinsipi Şəkil 8-30-da göstərilmişdir.
Bu blok diaqramda R₁, R₂, R₃ və R₄ yüksək-müqavimət rezistorlarıdır (məsələn, 500kΩ və ya daha yüksək), ölçmə zamanı izolyasiya səviyyəsinin süni şəkildə azalmamasını təmin edir. Rₙ və Rₚ, müvafiq olaraq, elektrik batareya paketinin müsbət və mənfi terminallarının avtomobilin gövdəsinə olan izolyasiya müqavimətləridir. R' və R" kiçik müqavimətlərə (məsələn, təxminən 2000Ω) malik gərginlik bölücü rezistorlardır ki, bu da A{9}}D çevirmə çipinə onların üzərindən mV-səviyyəli analoq siqnalları əldə etməyə imkan verir.
S açarı söndürüldükdə, Rₙ və Rₚ arasında gərginlik dəyərləri ölçmə çipi vasitəsilə əldə edilə bilər ki, bu da aşağıdakı tənliyə gətirib çıxarır:
Düsturda V₁ və V₂, S açarı açıq olduqda müsbət və mənfi şinlərin yerə olan gərginliklərini təmsil edir.
Eynilə, S açarı bağlandıqda, başqa bir tənlik əldə edilə bilər:
Düsturda V'₁ və V'₂ S bağlandıqda yerə müsbət və mənfi şin gərginliklərini təmsil edir.
R₁, R₂, R₃, R₄, R və R' seriyalı rezistorların müqavimət qiymətləri məlum olduğundan, R₊ və R₋ üçün həll etmək üçün (8-5) və (8-6) tənliklər sistemindən istifadə etmək olar.
Batareyanın idarəetmə sistemlərində istifadə edilən digər izolyasiya müqavimətinin ölçülməsi üsullarına balanslaşdırılmış körpü metodu, yüksək{0}}tezlikli siqnal inyeksiya üsulu və köməkçi enerji təchizatı metodu daxildir. Güc batareyalarının gərginliyi artdıqca və onların tətbiqi daha geniş yayıldıqca, elektrikli nəqliyyat vasitələrinin izolyasiya təhlükəsizliyi getdikcə daha çox əhəmiyyət kəsb edir və tədqiqatçılar davamlı olaraq müxtəlif izolyasiya monitorinq üsullarını layihələşdirir və təsdiqləyirlər.
Pik Gücü
SOP (Güc Vəziyyəti) batareyanın əvvəlcədən müəyyən edilmiş vaxt intervalında buraxa və ya uda biləcəyi maksimum gücdür. Pik güc müxtəlif doldurulma vəziyyətlərində batareyanın doldurulması və boşaldılması həddini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur, enerji batareyası paketi ilə avtomobilin güc göstəriciləri arasında uyğunluğun optimallaşdırılmasında, həmçinin elektrik mühərrikinin regenerativ əyləc funksiyasının maksimallaşdırılmasında mühüm rol oynayır. O, həmçinin batareyaların rasional istifadəsi, həddən artıq yükləmə və ya boşalmadan-karşı çıxmaq, batareyanın təhlükəsizliyini artırmaq və batareyanın ömrünü uzatmaq üçün əhəmiyyətli nəzəri və praktiki dəyərə malikdir. Bununla belə, batareyanın maksimum gücü çoxsaylı təhlükəsizlik məhdudiyyətlərinə məruz qalır; bu təhlükəsizlik limitləri daxilində yalnız pik gücün praktiki əhəmiyyəti var. Bu bölmə pik gücünü məhdudlaşdıran bəzi batareya parametrlərini müzakirə edir və batareyanın təhlükəsizliyi ilə maksimum güc arasındakı əlaqəni araşdırır.
1. Temperatur{1}}Əsaslı Məhdudiyyətlər
Elektrolitin keçiriciliyi və anod və katod materiallarının aktivliyi temperaturla dəyişir, beləliklə, batareyanın doldurulması və boşalma gücünün yuxarı həddinə təsir göstərir. Temperatur azaldıqca elektrodların reaksiya sürəti azalır. Temperatur elektrolitdəki ionların və elektronların daşınma sürətinə də təsir edir. Bu dərəcələr temperaturun artması ilə artır və əksinə. Bundan əlavə, əgər temperatur çox yüksək olarsa, müəyyən edilmiş temperatur həddini aşarsa, batareyada kimyəvi tarazlıq pozulacaq və batareyanın təhlükəsizliyi ilə bağlı problemlər yaranacaq.
Şəkil 8-31-də göstərildiyi kimi, batareyanın pik gücü temperaturla dəyişir və aydın şəkildə qeyri-xətti əyri nümayiş etdirir. Pik güc temperatur azaldıqca azalır, aşağı temperaturda yavaş-yavaş dəyişir. Pik güc temperatur artdıqca artır, lakin həddindən artıq yüksək temperatur istilik yayılmasını çətinləşdirir, batareyanın təhlükəsizliyinə və ömrünə mənfi təsir göstərir.
2. Ödəniş Dövləti (SOC)-Əsaslı Məhdudiyyətlər
SOP (Əməliyyatın Başlanması) üzrə SOC məhdudiyyəti batareyanın təhlükəsizliyini təmin edərək, işləmə zamanı enerji batareyasının həddindən artıq doldurulmasının və həddindən artıq boşalmasının- qarşısını almaq üçün nəzərdə tutulub. Pik güc və SOC arasındakı əlaqəni öyrənərkən, SOC ölçülməsinin dəqiqliyini artırmaq üçün temperatur və yükləmə/boşaltma dərəcəsi kimi amillərin SOC-yə təsiri də nəzərə alınmalıdır. Şəkil 8-32-də göstərildiyi kimi, şarj vəziyyətinin (SOC) artması ilə doldurma gücü azalarkən, boşaltma gücü artır. Məsələn, eyni SOC diapazonunda, SOC 10% -dən 90% -ə qədər artdıqda, pik boşalma gücü 222W-dən 693W-a qədər artır, pik doldurma gücü isə 675W-dən 300W-a qədər azalır. Müxtəlif SOC şəraitində pik gücünün öyrənilməsi akkumulyatorun doldurulması və boşaldılması imkanlarını təxmin edə, onun elektrik nəqliyyat vasitələrində istifadəsi üçün məlumat və texniki dəstək verə bilər.
3. Ohmik Müqavimətə əsaslanan məhdudiyyətlər
Şəkil 8-33-də göstərildiyi kimi, batareyanın pik gücü onun ohmik daxili müqaviməti ilə təxminən tərs mütənasibdir. Om daxili müqavimət nə qədər kiçik olsa, pik güc çıxışı bir o qədər böyük və daha sürətli olur; əksinə, ohmik daxili müqavimət nə qədər böyükdürsə, pik güc çıxışı bir o qədər kiçik və daha yavaş olur.
Batareyanın temperaturu, doldurulma vəziyyəti (SOC) və daxili müqavimət onun təhlükəsizlik vəziyyəti ilə sıx bağlıdır. Buna görə də, batareyanın işləmə vəziyyəti (SOP) təhlükəsiz işləməyi təmin etmək və onun ömrünü uzatmaq üçün bu üç amilin qoyduğu məhdudiyyətlərə cavab verməlidir.
