Ջերմաստիճանի սենսորների տեղադրումը լիթիումային մարտկոցներում. Ջերմային մոնիթորինգի կույր կետերից խուսափելը

Ջերմաստիճանի սենսորները մարտկոցի կառավարման համակարգի հիմնական մուտքային տվյալներն են, սակայն սենսորների քանակը միայն պաշտպանություն չի երաշխավորում: Մի մարտկոց կարող է պարունակել մի քանի ջերմաչափ և միևնույն է բաց թողնել տաք միջմիակցիչ, վատ սառեցված ներքին բջիջ կամ սենսոր, որը ջերմային կերպով միացել է պատյանին՝ բջիջի փոխարեն: Արդյունավետ տեղադրումը սկսվում է ջերմային ռիսկի քարտեզից և ավարտվում մարտկոցի իրական էլեկտրական, մեխանիկական և շրջակա միջավայրի պայմաններում ստուգումով:

Արագ պատասխան. Տեղադրեք ջերմաստիճանի սենսորները այնտեղ, որտեղ հավաստի անսարքությունները և նորմալ աշխատանքը ստեղծում են ամենաբարձր ջերմաստիճանը կամ ջերմաստիճանի ամենաարագ բարձրացումը: Ծածկեք ներկայացուցչական բջիջները, հոսանքատար միացումները, ջերմային առումով անբարենպաստ շրջանները, սառեցնող հեղուկի մուտքի և ելքի պայմանները, ինչպես նաև շրջակա միջավայրի կամ պատյանի ջերմաստիճանը, որտեղ դա անհրաժեշտ է: Որոշեք վերջնական թիվը և տագնապի շեմերը սիմուլյացիայի, ջերմային քարտեզագրման, հանդուրժողականության վերլուծության և անսարքությունների փորձարկման միջոցով, այլ ոչ թե ֆիքսված բջիջ-մեկ սենսոր կանոնով:

Հիմնական տուփեր

• Սենսորների տեղադրությունը ընտրելուց առաջ քարտեզագրեք ջերմության առաջացումը և ջերմության հեռացումը։

• Վերահսկեք ինչպես բջիջների ջերմաստիճանը, այնպես էլ ոչ բջջային տաք կետերը, ինչպիսիք են լարային միացումները, կոնտակտորները, ապահովիչները և բարձր հոսանքի միակցիչները։

• Ընտրեք ներկայացուցչական տաք և սառը վայրեր՝ սենսորները հավասարաչափ հեռավորություն տեղադրելու փոխարեն։

• Հաշվի առեք սենսորի արձագանքման ժամանակը, տեղադրման ճնշումը, սոսինձը, մեկուսացումը, լարերի խափանումները և արտադրական հանդուրժողականությունները։

• Հաստատեք ամբողջ զգայունացման շղթան, ներառյալ սենսորը, միացման լարը, անալոգային առջևի մասը, BMS ծրագիրը, շեմերը և անջատման արձագանքը։

Մաս 1. Նախ կառուցեք ջերմային ռիսկի քարտեզ

1.1 Ջերմության ծագումը

Բջիջները ջերմություն են առաջացնում օհմական կորուստների, էլեկտրաքիմիական բևեռացման և շրջելի էնտրոպիկ էֆեկտների միջոցով: Գերիշխող ներդրումը փոխվում է հոսանքի, լիցքի վիճակի, ջերմաստիճանի, քիմիական նյութերի և բջջի տարիքի հետ մեկտեղ: Փաթեթի բաղադրիչները ստեղծում են լրացուցիչ ջերմություն՝ շփման դիմադրություն եռակցված կամ պտուտակված միացումներում, հաղորդչի դիմադրությունը շիթերում, անջատիչ կորուստները MOSFET-ներում և կոնտակտորներում, և կորուստները ապահովիչներում, միակցիչներում և մալուխներում:

Քանի որ ջերմության առաջացումը մեծապես մեծանում է հոսանքի հետ մեկտեղ, բարձր հզորության իրադարձությունները կարող են բացահայտել խնդիրներ, որոնք անտեսանելի են մնում ցածր արագության նստարանային փորձարկման ժամանակ: Մի փոքր դիմադրողական միացումը կարող է սառը մնալ 0.2C ջերմաստիճանում և գերտաքանալ իմպուլսային բեռի ժամանակ: Հետևաբար, սենսորի տեղադրումը պետք է արտացոլի ամենավատ հավաստի բեռի պրոֆիլը, այլ ոչ թե միայն անվանական աշխատանքը:

1.2 Որտեղ է կուտակվում ջերմությունը

Ամենատաք բջիջը միշտ չէ, որ այն բջիջն է, որն ունի ամենաբարձր հոսանքի խտությունը իր ծայրում: Օդային սառեցմամբ մոդուլում ներքին բջիջները կամ ներքևի հոսանքի բջիջները կարող են ամենատաք լինել: Հեղուկային սառեցմամբ մոդուլում ամենատաք հատվածը կարող է լինել սառեցնող հեղուկի ելքի մոտ կամ սառը թիթեղի հետ վատ շփում ունեցող վայրում: Հերմետիկ փաթեթավորման մեջ կառուցվածքային կողիկները, փրփուրը, ամանեղենը և սահմանափակ օդային տարածությունները կարող են ստեղծել տեղային ջերմային խցանումներ:

Օգտագործեք ջերմային մոդելավորում և գործիքավորված նախատիպեր՝ ամենաբարձր բացարձակ ջերմաստիճանով, բջիջներից բջիջ ամենամեծ գրադիենտով և բարձրացման ամենաարագ տեմպով վայրերը որոշելու համար: Այս երեք պայմանները կարող են առաջանալ տարբեր կետերում և կարող են պահանջել տարբեր սենսորներ կամ շեմեր:

Մաս 2. Ջերմային մոնիթորինգի տարածված կույր կետեր

2.1 Միջմիացումներ և բարձր հոսանքի բաղադրիչներ

Բջիջի մակերեսի սենսորը կարող է բավականաչափ արագ չհայտնաբերել թուլացած ծայրը, ճաքած եռակցումը, քայքայված միակցիչը կամ քայքայված կոնտակտորը: Այս թերությունները առաջացնում են տեղայնացված դիմադրողական տաքացում, մինչդեռ հարակից բջիջները մնում են իրենց նորմալ ջերմաստիճանի սահմաններում: Բարձր անընդհատ հոսանքով, հաճախակի իմպուլսներով, թրթռումներով կամ դաշտային պայմաններում սպասարկվող միացումներով բլոկները պետք է ներառեն անմիջական կամ սերտորեն միացված մոնիթորինգ ամենակարևոր միացումներում:

Թեկնածու տեղակայումները ներառում են հիմնական դրական և բացասական ծայրերը, հաջորդական շղարշային անցումները, ապահովիչների տարրերը, կոնտակտորները, լիցքի և լիցքաթափման միակցիչները և լարման անկման կամ դիմադրության վերլուծությամբ հայտնաբերված միացումները: Ջերմաստիճանի տվյալները կարող են նաև համակցվել հոսանքի և միակցիչի լարման անկման միտումների հետ՝ խափանումների տարբերակումը բարելավելու համար:

2.2 Ջերմային առումով անբարենպաստ բջիջներ

Սենսորների միատարր հեռավորությունը կարող է անվերահսկելի թողնել ամենավատ տեղը: Ջերմային առումով ամենաանբարենպաստ բջիջը կարող է լինել մոդուլի կենտրոնում, օդային հոսքի ուղու վերջում, սառեցնող հեղուկի ելքի մոտ, պատյանի անկյունում կամ մեկուսիչ կառուցվածքային տարրի կողքին: Հարմար արտաքին բջիջի վրա տեղադրված սենսորը կարող է ներքին բջիջի ջերմաստիճանը զգալիորեն թերագնահատել:

Սենսորի տեղադրումը ծայրային թիթեղի, սառը թիթեղի կամ մոդուլի շրջանակի վրա չափում է այդ կառուցվածքը, եթե թիրախային բջիջ տանող ջերմային ուղին չի բնութագրվում: Շփման դիմադրությունը և ջերմային զանգվածը առաջացնում են ուշացում և թուլացում: Հետևաբար, BMS-ը կարող է անվտանգ արժեք տեսնել, երբ բջիջը արագ տաքանում է:

2.3 Սենսորների և միացման լարերի խափանումներ

Մոնիթորինգի համակարգը նաև ունի կույր կետեր, երբ սենսորը բարձրանում է մակերեսից, սոսնձի սողալը, լարը կտրվում է, միակցիչի լարերը կամ էլեկտրական աղմուկը խաթարում է ազդանշանը: Նախագծման ախտորոշում բաց միացման, կարճ միացման, անհավանական ջերմաստիճանի, փոփոխության չափազանց արագության և հարևան ալիքների միջև անհամապատասխանության դեպքում: Ֆիքսված փոխարինող արժեքը երբեք չպետք է թույլատրվի, որ վավեր ցուցմունքի նման լինի առանց խափանման դրոշի:

Մաս 3. Տեղադրում բջջային ձևաչափով և սառեցման ճարտարապետությամբ

3.1 Գլանաձև, պրիզմային և պարկաձև բջիջներ

Չկա որևէ համընդհանուր կանոն, որ յուրաքանչյուր երեք բջիջը պահանջում է մեկ սենսոր: Նվազագույն ալիքների քանակը կախված է ջերմային միացումից, բջիջների երկրաչափությունից, սառեցման նախագծումից, հոսանքի պրոֆիլից, խափանումների զսպման ռազմավարությունից, անհրաժեշտ ախտորոշիչ ծածկույթից և ցանկացած գնահատման մոդելի ճշգրտությունից: Մեկ գլանաձև բջիջների շարքի համար ստացված կանոնը չպետք է ավտոմատ կերպով փոխանցվի պրիզմայաձև կամ պարկաձև մոդուլի:

3.2 Փաթեթի մակարդակի ծածկույթ

Փաթեթի մակարդակով, ալիքները հատկացրեք ներկայացուցչական բջջային գոտիներին, հոսանքակիր սարքավորումներին, սառեցման համակարգի սահմաններին և շրջակա միջավայրի պայմաններին: Զուգահեռ մոդուլներով փաթեթները կարող են կարիք ունենալ համեմատելի ծածկույթի յուրաքանչյուր ճյուղում, որպեսզի տեղական սառեցման կամ միացման խափանումը չթաքնվի նորմալ միջինի կողմից այլուր:

  BMS և PCM ճարտարապետություն պետք է ապահովի պահանջվող չափման միջակայքը, ալիքի ճշգրտությունը, ֆիլտրացումը, ախտորոշումը և արձագանքման ժամանակը: Եթե ալիքները մուլտիպլեքսավորված են, հաստատեք, որ նմուշառման միջակայքը բավականաչափ արագ է ամենաարագ հավաստի ջերմային իրադարձության համար:

Մաս 4. Սենսորի ընտրություն և տեղադրում

4.1 NTC-ներ, RTD-ներ և ջերմազույգեր

NTC ջերմաչափերը տարածված են արտադրական մարտկոցներում, քանի որ դրանք կոմպակտ են, արագ արձագանքող և տնտեսող: RTD-ները առաջարկում են լավ կայունություն և գծայնություն, բայց սովորաբար պահանջում են ավելի շատ ուշադրություն դարձնել ազդանշանի կարգավորմանը: Ջերմազույգերը լայն շրջանակ են ներառում և օգտակար են մշակման փորձարկումների ժամանակ, չնայած սառը միացման փոխհատուցումը և ցածր մակարդակի ազդանշանի մշակումը դրանք ավելի քիչ տարածված են դարձնում ներդրված բջիջների սովորական մոնիթորինգի համար:

Ընտրեք տեխնոլոգիան պահանջվող ջերմաստիճանային միջակայքից, ճշգրտությունից, արձագանքման ժամանակից, երկարաժամկետ շեղումից, մեկուսացումից, փաթեթավորումից, լարերի ամրացման երկարությունից և BMS մուտքային նախագծումից: Հրապարակված սենսորի ճշգրտությունը սխալի բյուջեի միայն մեկ մասն է. տեղադրումը և ջերմային լագը կարող են ավելի մեծ սխալ ստեղծել, քան սենսորի տարրն ինքը:

4.2 Մոնտաժ և ջերմային միացում

Սենսորը պետք է պահպանի կրկնվող շփումը՝ առանց վնասելու բջջի մեկուսացումը կամ ստեղծելու հաղորդիչ ուղի: Սահմանեք սոսինձը, ժապավենը, սեղմակը, մեկուսացման շերտը, շփման ճնշումը, կարծրացման գործընթացը և թույլատրելի տեղադրման հանդուրժողականությունը: Ստուգեք կպչունությունը ջերմային ցիկլից, խոնավությունից, թրթռումից և բջջի չափերի փոփոխությունից հետո:

Հաստ կպչուն գնդիկը կամ փրփուրի շերտը կարող է դանդաղեցնել արձագանքը: Սենսորը, որը դիպչում է և՛ տաք խցիկին, և՛ սառը կառուցվածքային տարրին, կարող է ցույց տալ խառնված ջերմաստիճան: Ստուգեք արձագանքման ժամանակը վերջնական հավաքման ժամանակ, ոչ միայն ազատ օդում: Սպասարկվող փաթեթների համար փոխարինման ընթացակարգերը և սենսորի ուղղորդումը դարձրեք միանշանակ:

4.3 Էլեկտրական միացումներ և ազդանշանի ամբողջականություն

Ցածր մակարդակի սենսորի լարերը տեղադրեք բարձր հոսանքի հաղորդալարերից, անջատիչ հանգույցներից և աղմկոտ կապի գծերից հեռու: Օգտագործեք համապատասխան զույգային գծագրում, ֆիլտրում, պաշտպանություն, լարվածության թեթևացում և մեկուսացում: Հաստատեք ցուցմունքները առավելագույն լիցքավորման և լիցքաթափման հոսանքի, կոնտակտորի անջատման, լիցքավորիչի աշխատանքի և էլեկտրամագնիսական դիմադրողականության փորձարկման ժամանակ:

Երկար լարերի համար չափման սխալի վերլուծության մեջ ներառեք լարի դիմադրությունը և միակցիչի դիմադրությունը: BMS-ը պետք է տարբերակի իրական ջերմային իրադարձությունը լարերի խափանումից և համակարգը տեղափոխի սահմանված անվտանգ վիճակի, երբ ջերմաստիճանի տեղեկատվությունը անվստահելի է:

Մաս 5. Տեղադրման և պաշտպանության տրամաբանության ստուգում

5.1 Սիմուլյացիա և գործիքավորված նախատիպերի փորձարկում

Օգտագործեք սիմուլյացիա՝ հավանական թեքությունները բացահայտելու համար, այնուհետև ստուգեք դրանք խիստ հագեցած նախատիպի միջոցով: Մշակման գործիքավորումը կարող է ներառել ավելի շատ ջերմազույգեր, քան արտադրական նախագծում, ջերմային պատկերացում, որտեղ տեսադաշտը հասանելի է, սառեցնող հեղուկի չափումներ և կարևորագույն միացումների վրա լարման անկման չափումներ:

Փորձարկեք բնականոն աշխատանքը և հավաստի թերությունները լիցքավորման վիճակի, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի, հոսանքի, օդային հոսքի կամ սառեցնող նյութի հոսքի, արտադրական հանդուրժողականության և հնացման սահմաններում: Ներառեք օդի խցանումը, պոմպի աշխատանքի նվազումը, ջերմային միջերեսի վատ շփումը, դիմադրողական միացումները, անսարք սենսորները և անջատված լարերը, եթե դրանք հավաստի վտանգներ են:

5.2 Շեմային արժեքներ, բարձրացման արագություն և համակարգի արձագանք

Բացարձակ գերտաքացման սահմանները կարող են չափազանց ուշ արձագանքել: Հաշվի առեք բարձրացման արագության սահմանները, համեմատելի բջիջների կամ մոդուլների միջև ջերմաստիճանի տարբերությունները և բաղադրիչի սենսորի և մոտակա բջիջների սենսորների միջև անհամապատասխանությունը: Շեմային արժեքները պետք է հաշվի առնեն չափման անորոշությունը և ջերմային լագը՝ միաժամանակ խուսափելով տհաճ արտահոսքերից:

Ստուգեք ամբողջական արձագանքը՝ նախազգուշացում, հոսանքի նվազեցում, լիցքավորման կամ լիցքաթափման անջատում, կոնտակտորի բացում, տագնապի հաղորդակցություն, իրադարձությունների գրանցում և վերականգնման վարքագիծ: Գործառնական անվտանգության և արտադրանքի ստանդարտները պետք է ընտրվեն իրական կիրառման համար: Բժշկական, ռոբոտաշինության, անվտանգության, ենթակառուցվածքների և արդյունաբերական արտադրանքի համար անվտանգության դեպքը պետք է կապի յուրաքանչյուր հավաստի ջերմային խափանում ստուգված կառավարման կամ պաշտպանիչ արձագանքի հետ:

Եզրափակում

Հուսալի ջերմաստիճանի մոնիթորինգը համակարգի նախագծման խնդիր է, այլ ոչ թե թերմիստորների հաշվարկի վարժություն: Քարտեզագրեք, թե որտեղ է առաջանում ջերմությունը, որտեղ է այն կուտակվում և ինչպես են զարգանում անսարքությունները, այնուհետև տեղադրեք սենսորները ներկայացուցչական և անվտանգության համար կարևոր վայրերում: Ստուգեք մեխանիկական ամրացումը, ազդանշանային շղթան, ախտորոշումը, շեմերը և BMS արձագանքը ամբողջական մարտկոցի փաթեթում: Large Power կարող է աջակցել Լիթիումային մարտկոցների անհատական լուծումներ կիրառմանը հատուկ ջերմային զգայունակությամբ, BMS նախագծմամբ, պատյանի ինտեգրմամբ և վավերացման պահանջներով։

ՀՏՀ

Որտե՞ղ պետք է տեղադրվի ջերմաստիճանի սենսորը լիթիումային մարտկոցի վրա։

Տեղադրեք այն ջերմային քարտեզագրմամբ նշված մակերեսային տեղում՝ ներկայացնելու համար ամենաբարձր ռիսկի բջջի ջերմաստիճանը: Կախված բջջի ձևաչափից և սառեցումից, դա կարող է լինել տերմինալի մոտ, լայն մակերեսի վրա, բջջի ներքին մակերեսին կամ սառեցնող հեղուկի ելքի մոտ: Մի՛ կիրառեք մեկ տեղ յուրաքանչյուր դիզայնի համար:

Քանի՞ ջերմաստիճանի սենսոր է անհրաժեշտ մարտկոցի մոդուլի համար։

Բջիջների և սենսորների համընդհանուր հարաբերակցություն չկա: Հաշվարկը որոշեք ջերմային գրադիենտների, սառեցման ճարտարապետության, բջջի ձևաչափի, հոսանքի պրոֆիլի, խափանումների ծածկույթի, BMS ալիքի հնարավորությունների և վավերացման արդյունքների հիման վրա:

Արդյո՞ք շիթերը և միակցիչները պետք է ունենան առանձին սենսորներ։

Օգտագործեք նվիրված կամ սերտորեն կապված մոնիթորինգ, երբ հոդերի տաքացումը հավաստի վտանգ է, և մոտակա բջջային սենսորները չեն կարող այն բավականաչափ արագ հայտնաբերել: Բարձր հոսանքի, բարձր տատանումների կամ սպասարկելի միացումները արժանի են հատուկ ուշադրության:

Կարո՞ղ է ծայրային թիթեղի վրա տեղադրված սենսորը ցույց տալ բջջի ջերմաստիճանը։

Միայն այն դեպքում, եթե փորձարկումը ցույց է տալիս, որ թիթեղի ցուցմունքը հետևում է թիրախային բջիջին ընդունելի սխալով և արձագանքման ժամանակով՝ ամբողջ աշխատանքային տիրույթում: Ջերմային միջերեսի դիմադրությունը կարող է հետաձգել և նվազեցնել չափված ջերմաստիճանի բարձրացումը:

Ինչպե՞ս պետք է BMS-ը հայտնաբերի ջերմաստիճանի սենսորների անսարքությունը։

Հետևեք բաց և կարճ միացումներին, անհավանական արժեքներին, փոփոխության անիրատեսական արագությանը և կապակցված ալիքների հետ անհամաձայնությանը: Սահմանեք անվտանգ արձագանք, երբ ջերմաստիճանի տվյալները բացակայում են կամ անվստահելի են: