EVs میں وولٹیج اور کرنٹ سنکرونائزیشن کے ساتھ ذہین جنکشن باکس

EVs میں وولٹیج اور کرنٹ سنکرونائزیشن کے ساتھ ذہین جنکشن باکس

جیسے جیسے الیکٹرک گاڑیاں (EVs) زیادہ مقبول ہوتی جا رہی ہیں، کار مینوفیکچررز کے لیے چیلنج یہ ہے کہ گاڑی کو مزید سستی بناتے ہوئے ڈرائیوروں کی "رینج کی پریشانی" کو دور کریں۔یہ اعلی توانائی کی کثافت کے ساتھ بیٹری پیک کو کم لاگت بنانے میں ترجمہ کرتا ہے۔سیلز سے ذخیرہ شدہ اور بازیافت ہونے والا ہر ایک واٹ گھنٹے ڈرائیونگ کی حد کو بڑھانے کے لیے اہم ہے۔

وولٹیج، درجہ حرارت اور کرنٹ کی درست پیمائش کرنا سسٹم میں ہر سیل کے چارج کی حالت یا صحت کی حالت کا سب سے زیادہ تخمینہ حاصل کرنے کے لیے اہم ہے۔

بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) کا بنیادی کام سیل وولٹیجز، پیک وولٹیجز اور پیک کرنٹ کی نگرانی کرنا ہے۔شکل 1a سبز خانے میں ایک بیٹری پیک دکھاتا ہے جس میں متعدد سیل لگائے گئے ہیں۔سیل سپروائزر یونٹ میں سیل مانیٹر شامل ہوتے ہیں جو سیل کے وولٹیج اور درجہ حرارت کو چیک کرتے ہیں۔
ذہین بی جے بی کے فوائد:

تاروں اور کیبلنگ ہارنیس کو ختم کرتا ہے۔
کم شور کے ساتھ وولٹیج اور موجودہ پیمائش کو بہتر بناتا ہے۔
ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر کی ترقی کو آسان بناتا ہے۔چونکہ Texas Instruments (TI) پیک مانیٹر اور سیل مانیٹر آلات کے ایک ہی خاندان سے آتے ہیں، اس لیے ان کا فن تعمیر اور رجسٹر کے نقشے بہت ملتے جلتے ہیں۔
سسٹم مینوفیکچررز کو پیک وولٹیج اور موجودہ پیمائش کو سنکرونائز کرنے کے قابل بناتا ہے۔چھوٹی ہم آہنگی میں تاخیر ریاست کے چارج کے تخمینے میں اضافہ کرتی ہے۔
وولٹیج، درجہ حرارت اور موجودہ پیمائش
وولٹیج: وولٹیج کی پیمائش تقسیم شدہ ریزسٹر سٹرنگز کے ذریعے کی جاتی ہے۔یہ پیمائشیں چیک کرتی ہیں کہ آیا الیکٹرانک سوئچ کھلے ہیں یا بند ہیں۔
درجہ حرارت: درجہ حرارت کی پیمائش شنٹ ریزسٹر کے درجہ حرارت کی نگرانی کرتی ہے تاکہ MCU معاوضہ کا اطلاق کر سکے، ساتھ ہی رابطہ کرنے والوں کا درجہ حرارت اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ وہ دباؤ میں نہ ہوں۔
موجودہ: موجودہ پیمائش پر مبنی ہیں:
ایک شنٹ ریزسٹر۔چونکہ ایک EV میں کرنٹ ہزاروں ایمپیئر تک جا سکتا ہے، اس لیے یہ شنٹ ریزسٹرس انتہائی چھوٹے ہیں - 25 µOhms سے 50 µOhms کی حد میں۔
ایک ہال ایفیکٹ سینسر۔اس کی متحرک حد عام طور پر محدود ہوتی ہے، اس طرح، بعض اوقات پوری رینج کی پیمائش کرنے کے لیے سسٹم میں متعدد سینسر ہوتے ہیں۔ہال ایفیکٹ سینسر فطری طور پر برقی مقناطیسی مداخلت کے لیے حساس ہوتے ہیں۔تاہم، آپ ان سینسرز کو سسٹم میں کہیں بھی رکھ سکتے ہیں، اور وہ فطری طور پر الگ تھلگ پیمائش فراہم کر رہے ہیں۔
وولٹیج اور کرنٹ سنکرونائزیشن

وولٹیج اور کرنٹ سنکرونائزیشن وقت کی تاخیر ہے جو پیک مانیٹر اور سیل مانیٹر کے درمیان وولٹیج اور کرنٹ کا نمونہ لینے کے لیے موجود ہے۔یہ پیمائشیں بنیادی طور پر الیکٹرو امپیڈینس سپیکٹروسکوپی کے ذریعے چارج کی حالت اور صحت کی حالت کا حساب لگانے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔پورے سیل میں وولٹیج، کرنٹ اور پاور کی پیمائش کرکے سیل کی رکاوٹ کا حساب لگانا BMS کو کار کی فوری طاقت کی نگرانی کرنے کے قابل بناتا ہے۔

سیل وولٹیج، پیک وولٹیج اور پیک کرنٹ کو انتہائی درست طاقت اور رکاوٹ کا تخمینہ فراہم کرنے کے لیے وقت کے ساتھ مطابقت پذیر ہونا ضروری ہے۔ایک مخصوص وقت کے وقفے کے اندر نمونے لینے کو ہم آہنگی وقفہ کہا جاتا ہے۔ہم آہنگی کا وقفہ جتنا چھوٹا ہوگا، طاقت کا تخمینہ یا رکاوٹ کا تخمینہ اتنا ہی درست ہوگا۔غیر مطابقت پذیر ڈیٹا کی خرابی متناسب ہے۔اسٹیٹ آف چارج کا تخمینہ جتنا زیادہ درست ہوگا، ڈرائیوروں کو اتنا ہی زیادہ مائلیج ملے گا۔

ہم وقت سازی کی ضروریات

اگلی نسل کے BMSs کو 1 ms سے کم وقت میں مطابقت پذیر وولٹیج اور موجودہ پیمائش کی ضرورت ہوگی، لیکن اس ضرورت کو پورا کرنے میں چیلنجز ہیں:

تمام سیل مانیٹر اور پیک مانیٹر کے پاس مختلف گھڑی کے ذرائع ہوتے ہیں۔لہذا، حاصل کردہ نمونے موروثی طور پر مطابقت پذیر نہیں ہیں۔
ہر سیل مانیٹر چھ سے 18 خلیات کی پیمائش کرسکتا ہے۔ہر سیل کا ڈیٹا 16 بٹ لمبا ہے۔بہت سارے اعداد و شمار ہیں جن کو ڈیزی چین انٹرفیس پر منتقل کرنے کی ضرورت ہے، جو وولٹیج اور موجودہ مطابقت پذیری کے لیے منظور شدہ ٹائمنگ بجٹ کو استعمال کر سکتا ہے۔
کوئی بھی فلٹر جیسا کہ وولٹیج فلٹر یا کرنٹ فلٹر سگنل پاتھ کو متاثر کرتا ہے، جو وولٹیج اور کرنٹ سنکرونائزیشن میں تاخیر کا باعث بنتا ہے۔
TI کے BQ79616-Q1, BQ79614-Q1 اور BQ79612-Q1 بیٹری مانیٹر سیل مانیٹر اور پیک مانیٹر کو ADC اسٹارٹ کمانڈ جاری کر کے وقت کا رشتہ برقرار رکھ سکتے ہیں۔یہ TI بیٹری مانیٹر ڈیزی چین انٹرفیس کے نیچے ADC اسٹارٹ کمانڈ کو ٹرانسمٹ کرتے وقت پروپیگیشن میں تاخیر کی تلافی کے لیے تاخیر سے ADC کے نمونے لینے کی بھی حمایت کرتے ہیں۔

نتیجہ

آٹوموٹیو انڈسٹری میں بڑے پیمانے پر برقی کاری کی کوششیں سسٹم کی حفاظت کو بڑھاتے ہوئے جنکشن باکس میں الیکٹرانکس شامل کرکے BMSs کی پیچیدگی کو کم کرنے کی ضرورت کو بڑھا رہی ہیں۔ایک پیک مانیٹر مقامی طور پر ریلے سے پہلے اور بعد میں بیٹری پیک کے ذریعے کرنٹ کی پیمائش کر سکتا ہے۔وولٹیج اور موجودہ پیمائشوں میں درستگی کی بہتری کا نتیجہ براہ راست بیٹری کے بہترین استعمال میں آئے گا۔

موثر وولٹیج اور کرنٹ سنکرونائزیشن درست حالت صحت، حالت کے چارج اور الیکٹریکل امپیڈینس اسپیکٹروسکوپی کیلکولیشنز کو قابل بناتا ہے جس کے نتیجے میں بیٹری کی زندگی کو بڑھانے کے ساتھ ساتھ ڈرائیونگ رینجز کو بڑھانے کے لیے اس کا بہترین استعمال ہوگا۔