Розробка пристрою для контролю режимів роботи тягової акумуляторної батареї.

Автор(и)

  • Владимир Яковлевич Двадненко Харківский національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна
  • Георгий Сергеевич Сериков Харківский національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна
  • Олег Борисович Пушкарь Харківский національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна

DOI:

https://doi.org/10.30977/VEIT.2020.18.85

Анотація

Показана необхідність контролю режимів заряду і розряду літій-іонної тягової акумуляторної батареї (ТАБ) електромобілів і гібридних автомобілів. Повністю реалізувати закладені виробником можливості тягової акумуляторної батареї можна тільки, якщо строго забезпечувати режими заряду і розряду, тобто підтримуючи в допустимих межах струми і напруги на кожному елементі акумуляторної батареї. Ці режими повинна забезпечувати спеціальна керуюча система BMS (Battery Manger System). Дана стаття присвячена розгляду практичної реалізації можливого варіанту виконання такої системи. Оскільки елементи ТАБ включені послідовно, то струм у них загальний і контролюється датчиком струму батареї. Напруга на кожному елементі ТАБ необхідно контролювати індивідуально для того, щоб ні на одному елементі не відбулося ні підвищення напруги при заряді вище максимально допустимого, ні зниження напруги при розряді нижче мінімально допустимого. Бортовий зарядний пристрій практично реалізовано на мікрогібридному автомобілі на основі автомобіля Ланос-пікап. ТАБ цього автомобіля складається з 20 банок літій-залізофосфатні акумуляторів WB-LYP90AHA, ємністю 90 Ач, максимальне напруження заряду однієї банки 3,6 В. Наведено функціональну схему бортового зарядного пристрою з системою балансування і захисту. На вході зарядний пристрій містить коректор коефіцієнта потужності. Гальванічна розв'язка виконана у вигляді резонансного полумостового DC / DC конвертору. Контролером бортового зарядного пристрою здійснюється стабілізація зарядного струму і напруги. Коли в процесі зарядки напруга ТАБ досягне максимального значення 72В, контролер починає зменшувати коефіцієнт заповнення, а значить і зменшувати зарядний струм, не допускаючи подальшого підвищення напруги. Однак перш ніж буде досягнуто максимальне напруження ТАБ, буде досягнуто максимальне напруження окремих елементів ТАБ. Для цих елементів подальша зарядка стає неприпустимою, тому необхідна робота системи балансування. Наведено електричну схему і описаний принцип роботи плати BMS.


Ключові слова: Електромобіль, гібридний автомобіль, тягова акумуляторна батарея, зарядний пристрій, коректор коефіцієнта потужності, пристрій балансування елементів акумуляторної батареї, контролер заряду і розряду.

Біографії авторів

Владимир Яковлевич Двадненко, Харківский національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25

д.т.н., проф. каф. автомобільної електроніки

Георгий Сергеевич Сериков, Харківский національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25

к.т.н., доц. каф. автомобільної електроніки

Олег Борисович Пушкарь, Харківский національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25

аспірант, каф. автомобільної електроніки

Посилання

Ning D., Prasad K., Lie T. (2017). The electric vehicle: a review. International Journal of Electric and Hybrid Vehicles. 9 (1), 49–66.

Gibbs N. (2015) Plagin-gibridy` budut preobladat` sredi avtomobilej s elektrificzirovannym privodom v Evrope. [Plug-in hybrids will prevail among electrified vehicles in Europe.]. Zhurnal Avtomobilnykh Inzhenerov. 6 (95). 20–21. [in Russian]

Bazhinov OV, Dvadnenko V. Ya. (2016) Avtomobilni gibrydni sylovi ustanovky. [Automobile hybrid power plants.]. Kharkiv.

Dvadnenko V. Ya., Pushkar O. B. (2019). Uluchshenie ekonomicheskikh i ekologicheskikh kharakteristik mikrogibridnogo avtomobilya. [Improving the economic and environmental characteristics of a micro-hybrid vehicle.]. Avtomobilnyj transport: sb. nauch. tr. Kharkov. 45.12–22.

Rykovanov A. S. (2009). Sistemy` balansa Li-ion akkumulyatorny`kh batarej Silovaya e`le-ktronika. [Balance systems of Li-ion rechargeable batteries] Silovaya elektronika. 1. 52-55.

Q. Wang, P. Ping, X. Zhao, C. Guanquan, J. Sun, C. Chen. (2012). Thermal runaway caused fire and explosion of lithium ion battery. Journal of Power Sources. 208. 210–224.

Serdechnyj D.V. Tomashevskij Yu.B. (2017) Upravlenie proczessom zaryada mnogoelementnykh litij-ionny`khakkumulyatornykh batarej. [Control of the charging process of multi-element lithium-ion rechargeable batteries]. Izmerenie. Monitoring. Upravlenie. Kontrol. Saratov. 3 (21). 115–123. DOI 10.21685/2307-5538-2017-3-16.

Rykovanov A.S. (2012) Sposoby balansirovaniya portativnykh zhelezofosfatnykh Li-ion akkumulyatornykh batarej. [Methods of balancing portable iron-phosphate Li-ion rechargeable batteries.]. Komponenty i tekhnologii. 10. 1-12.

Pistoia G. (2013). Li-Ion Batteries: Advances and Applications. Newnes. Oxford.

Belyaev S., Rykovanov A . (2014) Aktivnye i passivnye sistemy` balansa Li-Ion akkumulyatornykh batarej. [Active and passive balance systems for Li-Ion accumulator batteries] Komponenty` i tekhnologii. 3. 121-124.

Dvadnenko V., Arhun Shch., Bogajev-skiy A., Ponikarovska S. Improvement of economic and ecological characteristics of a car with a start-stop system. International Journal of Electric and Hybrid Vehicles, 2018. 10 (3). 209-222. doi: 10.1504 / IJEHV.2018.097377

IR1155S datasheet. Retrived from: .https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/427261/IRF/IR1155S.html (accessed: 14.10.2020)

IR2153 datasheet. Retrived from: https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/542363/IRF/IR2153.html. (accessed: 14.10.2020).

TL494 datasheet. Retrived from: https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12679/ONSEMI/TL494.html. (accessed: 14.10.2020).

TL431 datasheet. Retrived from: .https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5774/MOTOROLA/TL431.html. (accessed: 14.10.2020).

TLV431 datasheet. Retrived from: https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/28993/TI/TLV431.html. (accessed: 14.10.2020)

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-10

Як цитувати

Двадненко, В. Я., Сериков, Г. С., & Пушкарь, О. Б. (2020). Розробка пристрою для контролю режимів роботи тягової акумуляторної батареї. Автомобіль і електроніка. Сучасні технології, (18), 85–91. https://doi.org/10.30977/VEIT.2020.18.85

Номер

№ 18 (2020)

Розділ

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ТРАНСПОРТНИМИ СИСТЕМАМИ. СИНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ ЕКОМОБІЛІВ

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Владимир Яковлевич Двадненко, Георгий Сергеевич Сериков, Олег Борисович Пушкарь

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.