Mukautetun akkupaketin on oltava yhteensopiva isäntälaitteensa koko käyttöjännitteen kanssa, ei pelkästään nimellisjännitteen kanssa. Laitevalmistajien tulisi verrata suurinta latausjännitettä, kuormitettua purkausjännitettä, transienttikäyttäytymistä ja säätimen rajoja ennen sarjamäärän valitsemista.
Keskeiset ostokset
Vertaa täyttä kuormitettua jännitealuetta, älä pelkästään nimellisjännitettä.
Tarkista pienjännitetehokapasiteetti ja suurjännitetoleranssi yhdessä.
Mittaa kennoryhmistä, pakkausliittimestä ja isäntätulosignaalista jännitehäviöiden syiden erottamiseksi.
Validoi käynnistys, laturin toiminta, suojaus ja palautus kontrolloitujen tarkistusten avulla.
Osa 1: Määrittele kaksi jänniteikkunaa
1.1 Akun jännitettä ei ole säädetty lähtöjännitteellä
Nimellisjännite on kätevä arvo. Todellinen napajännite muuttuu lataustilan, virran, lämpötilan ja ikääntymisen mukaan. Suojauskynnykset ovat turvatoimintoja, eivätkä tarkkoja indikaattoreita tyhjästä tai täydestä kapasiteetista.
Selvitä valitun kennomallin varausrajat, purkausrajat ja käyrät. Sen jälkeen tunnista akun kokoonpano sekä yhteenliitäntöjen, suojaus-FETien, sulakkeiden ja liittimien vaikutus. Pelkkä kemiallinen merkintä ei määritä käyttökelpoista aluetta.
1.2 Määritä isäntämittauspiste
Määritä normaali toiminta-alue, käynnistysalue, alijännitesuoja, hystereesi ja absoluuttiset maksimiarvot laitteen todellisessa liittimessä. Muuntimen absoluuttinen maksimi ei ole suositeltu jatkuva toimintapiste. Ota huomioon myös kaapelihäviö ja mahdolliset laturin kytkentäolosuhteet.
1.3 Luo jaettu vaatimustaulukko
Vaatimus | Viitekohta | Pyydettävä todiste |
|---|---|---|
Suurin normaali jännite | Pakkauslähtö ja isäntäliitin | Hyväksytty latauskohde, toleranssi ja transienttimittaukset |
Minimikäyttöjännite | Isäntäliitin ja säädettävät kiskot | Kuormasta riippuva käyttöraja ja sammutuskäyttäytyminen |
Solun purkausraja | Yksittäiset sarjaryhmät | Solukohtaiset olosuhteet ja pakkaussuojauksen konfigurointi |
Uudelleenkäynnistystoiminto | Isännän käyttöönotto ja muunnintulo | Nousevat/laskevat kynnysarvot, hystereesi ja käynnistyskuorma |
Määritä jokaiselle rajalle omistaja. Akun toimittaja ei voi vahvistaa isäntälaitteen yhteensopivuutta nimellisjännitetarran perusteella, eikä laitetiimin tule päätellä kennojen käyttörajoja muuntimen nimellisarvosta.
Osa 2: Tarkista pienjännitekulma
2.1 Kuorman aiheuttaman painuman huomioon ottaminen
Mittaa käynnistys-, pulssi- ja jatkuvaa kuormitusta alhaisella lataustilalla, asiaankuuluvissa lämpötilarajoissa ja ikääntyneissä olosuhteissa. Akun impedanssi ja koko virransyöttöreitti vaikuttavat jännitehäviöön. Yksinkertainen resistanssilaskenta on seulonta-arvio, eikä se korvaa transienttitestausta.
Laite voi pysähtyä, vaikka akussa on vielä energiaa, koska se ei pysty ylläpitämään vaadittua jännitettä tai tehoa. Kapasiteetin lisääminen, kennovalinnan muuttaminen, resistanssin vähentäminen tai muuntimen tarkistaminen voivat ratkaista useita syitä; näitä vaihtoehtoja ei voi vaihtaa keskenään.
Ensikierron piirimallina isäntälaitteen tulojännite voidaan arvioida kaavan pakkauksen napajännite miinus virta kerrottuna ulkoisen polun vastuksella. Ota mukaan liitinparit, kaapelit ja kytkimet, jotka sijaitsevat valittujen mittauspisteiden välissä. Älä laske pakkauksen sisäistä vastusta kahdesti, jos se jo heijastuu mitatussa kuormitetun napan jännitteessä.
Erota lyhyt jännitepoikkeama pysyvästä säätöhäviöstä. Kirjaa muistiin kesto, toistuminen ja isännän vaste. Suorittimen nollaava transientti voi olla hyväksymätön, vaikka keskimääräinen jännite näyttäisi normaalilta; sallitun poikkeaman on silti pysyttävä komponenttien ja kennojen rajoitusten mukaisena.
2.2 Säilytä solun toimintarajoitukset
Älä vähennä ylimääräistä jännitekuoppaa hyväksytyn kennon purkausrajan alapuolella ja käsittele tätä jännitettä käyttökelpoisena suunnittelumarginaalina. Määritä sallitut napaolosuhteet kennon spesifikaatioiden ja validoinnin perusteella. Yksittäiset sarjaryhmät voivat saavuttaa rajansa, vaikka kokonaisjännite näyttäisi olevan hyväksyttävä.
Osa 3: Yhdistä muunnin ja sarjamäärä
3.1 Arvioi molemmat päät yhdessä
Useammat kennoja sarjaan kytkettynä voivat parantaa pienjännitteen ylitysvaraa, mutta nostaa täyden latauksen jännitettä. Tarkista molemmat päät ennen kokoonpanoon sitoutumista. Buck-muunnin tarvitsee riittävästi tulon ylitysvaraa; boost-muuntimella ja buck-boost-muuntimella on erilaiset jännite- ja virtarajoitukset.
Havainnollistavana esimerkkinä 4S-akku, jossa käytetään 4.20 V:n lataukseen hyväksyttyjä kennoja, saavuttaa nimellisen maksimilatausjännitteen 16.8 V ennen toleranssien täyttymistä. Tämä ei ole kaikkien 4S-akkujen käyttöohje.
3.2 Laske virran ja lämmön tarve
Vakiotehoinen kuorma kuluttaa enemmän tulovirtaa jännitteen laskiessa. Arvioi tulovirta vaaditun lähtötehon, todellisen hyötysuhteen ja tulojännitteen perusteella ja tarkista sitten virtarajat, lämpö- ja johdotushäviöt. Hyötysuhde riippuu toimintapisteestä.
3.3 Käytä potenssiin perustuvaa esimerkkiä
Tarkastellaan havainnollistavaa laitetta, joka vaatii 24 W säädetyllä tehollaan. Oletetulla 90 %:n muuntotehokkuudella ottovirta on noin 24 W / (0.90 × Vin). Se on noin 1.85 A 14.4 V:n jännitteellä ja 2.22 A 12.0 V:n jännitteellä. Nämä ovat laskelmia, eivät mitattua suorituskykyä tai ehdotettua akun spesifikaatiota.
Suurempi matalajännitevirta muuttaa liitäntähäviöitä ja muuntimen rasitusta. Toista laskelma käyttämällä mitattua hyötysuhdetta ja todellista dynaamista kuormitusta ja vertaa sitä sitten muuntimen kytkentävirran rajoihin ja akun virtakapasiteettiin. Muuntimen lähtövirran nimellisarvoa ei voida käyttää pelkästään sen akun tulovirran nimellisarvona.
Valmistajan dokumentaatio havainnollistaa, miksi syöttöalue, UVLO ja uudelleenkäynnistyskäyttäytyminen vaativat erilliset tarkistukset. Esimerkiksi Texas Instrumentsin TPS63060-EP-tuotetietolomake kuvaa muuntajakohtaista alijännitesuojauksen ja uudelleenkäynnistyksen toimintaa. Se on tekninen ohje, ei komponenttisuositus jokaiselle pakkaukselle.
Osa 4: Koordinaattien sammutus ja suojaus
4.1 Tarjoa kontrolloitu käyttökate
Jos sovellus sen sallii, isännän tulisi varoittaa, vähentää kuormitusta tai sammuttaa järjestelmä ennen vältettävissä olevaa alijännitesuojan laukaisua. Määritä mittausvirheen, jännitealeneman, käsittelyviiveen ja aiotun sammutuksen vaatiman energian marginaali.
Arvostelu BMS- ja PCM-käyttäytyminen erikseen. Nopeat viat saattavat vaatia välitöntä itsenäistä suojausta; isäntäjärjestelmän jatkuvuutta ei saa saavuttaa poistamalla käytöstä olennaisia turvatoimintoja.
4.2 Palautumisen validointi
Testaa kuorman poisto, laturin kytkentä, käynnistys suojauksen jälkeen ja toiminta lähellä katkaisurajaa. Varmista, että toistuvat uudelleenkäynnistysjaksot eivät aiheuta epävakaata uudelleenkäynnistyssilmukkaa.
4.3 Harkitse hakemuksen vastausta
Kannettava analysaattori saattaa tarvita aikaa mittauksen tallentamiseen ennen sammumista. Mobiilirobotti saattaa tarvita hallitun pysäytyksen moottorin transienttien huomioimiseksi. Lääkinnällinen laite saattaa vaatia hälytyksen, vaihtoehtoisen virransyötön tai jatkuvan olennaisen suorituskyvyn välittömän pysäytyksen sijaan. Määrittele nämä vasteet laitetason vaatimusten ja riskianalyysin avulla; pelkkä alan nimi ei määritä turvallista vastetta.
Osa 5: OEM-validoinnin tarkistuslista
Kennomalli, hyväksytyt rajat ja sarja-/rinnakkaiskonfiguraatio.
Isännän käyttörajoitukset ja absoluuttiset enimmäisarvot.
Jännite ja virta kennoryhmissä, pakkauksen lähdössä ja isäntälaitteen tulossa.
Käynnistys, pulssikuormitukset, lämpötilakulmat ja asiaankuuluvat ikääntymisolosuhteet.
Sammutus-, suojaus-, laturiin kytketty toiminta- ja palautustietinteet.
5.1 Käytä testimatriisia yhden ajonaikaisen testin sijaan
Toimipiste | Mitä tarkkailla | Hyväksymisperuste |
|---|---|---|
Maksimaalinen lataus ja lähdeliitäntä | Isännän tulojännite, ylitys ja säädettävät kiskot | Normaalit käyttörajat ja absoluuttiset enimmäisrajoitukset |
Matala SOC käynnistyksen tai huippukuormituksen yhteydessä | Sarjajännite, pakkaus-/isäntäjännite ja virran aaltomuoto | Solujen rajoitukset, säätely ja sallittu isäntävaste |
Merkitykselliset kylmä-/kuuma- ja ikääntymisolosuhteet | Riippuvuus, lämpö, käytettävissä oleva energia ja sammutusmarginaali | Ilmoitetut käyttöolosuhteet ja elinkaarivaatimukset |
Suojaus- ja toipumissiirtymät | Vikailmoitukset, kytkentätilat ja uudelleenkäynnistysyritykset | Hyväksytty suojaus ja isäntävaltion järjestys |
5.2 Säilytä toistettavissa oleva julkaisutieto
Tunnista kenno- ja pakkausmallit, laitteistoversiot, laiteohjelmistot, rakennusautomaatiojärjestelmän kokoonpanot, laturit ja testauslaitteet. Kirjaa ylös lämpötilat, esikäsittely, lataustilan menetelmä, virtaprofiilit ja mittauspaikat. Määrittele näytteenotto projektin riskin ja vaihtelun perusteella sen sijaan, että olettaisi yhden pakkausmallin edustavan tuotantoa.
Kun kenno, liitin, kaapeli, muunnin tai laiteohjelmisto muuttuu, arvioi, mihin jännite-, virta- ja palautumistarkistuksiin muutokset vaikuttavat. Pidä hyväksymiskriteerit erillään havaituista tuloksista, jotta myöhemmät suunnittelumuutokset voidaan tarkistaa samojen vaatimusten mukaisesti.
FAQ
Voiko nimellisjännite varmistaa yhteensopivuuden?
Ei. Vertaa koko kuormitettua jännitealuetta isännän sallittuihin käyttöolosuhteisiin.
Talteenottaako buck-boost-muunnin kaiken jäljellä olevan energian?
Ei. Kennojen rajoitukset, virtakapasiteetti, muuntimen häviöt ja suojauskäyttäytyminen rajoittavat edelleen käytettävissä olevan energian määrää.
Mistä OEM-valmistajan pitäisi aloittaa?
Jaa isäntälaitteen tulosignaalin tiedot ja mitattu kuormitusprofiili laitteen kautta. räätälöity akkuratkaisukyselyNämä tiedot tukevat mielekästä laumatason arviointia.
