48V batarya yönetim sistemi testi, hibrit ve tam elektrikli araçlarda kullanılan lityum-iyon batarya paketlerinin güvenliğini, hücre dengeleme performansını ve termal davranışını doğrulamak için yapılır. Bu uygulama notunda, Almanya’daki bir batarya üreticisi için kurulan test düzeneğini ve kullanılan Gantner Instruments veri toplama (DAQ) çözümünü adım adım ele alıyoruz. Gantner Instruments elektriksel, ısıl ve mekanik ölçümlerin veri toplama sistemlerinde uzmanlaşmış bir firmadır. Q serisi cihazların sunduğu yüksek izolasyon ve performans özellikleri ile hibrid veya tam elektrikli araçların motor sürücülerinin batarya yönetim testleri için en uygun çözümlerden biridir.
Bu sistem Almanya’daki bir batarya üreticisi için oluşturulmuştur. Yeni 48V’luk batarya paketleri hibrit araçlar için düşük benzin tüketiminin yanında araçların daha az CO2 emisyonu üretmesine yardımcı oluyorlar.
İnsanlara Güç Vermek
Otomobil her fren yaptığında enerji kaybeder, BRS (boost recuperation system)[Enerji geri kazanım sistemi ] ile bu enerji depolanır ve tekrar hızlanma esnasında kullanılır. Bataryanın plastik yerine metal kutusu sayesinde aktif olarak soğutması vardır ve yeni 48 V batarya daha uygun fiyatlıdır. Bu bataryalar yeni araçlara kolayca entegre edilecek şekilde standartlaşmıştır ve hibrid sistemleri daha karşılanabilir maliyetlere çekmektedir. Hybrid marketi hızlıca genişlerken güzel zamanda güzel haber.
48 voltluk mimari, geleneksel 12V sistemlere göre daha yüksek güç aktarımı sağlarken düşük gerilim güvenlik sınırının altında kalır; bu da rejeneratif frenleme ve start-stop gibi hafif hibrit fonksiyonları verimli kılar.
48V Batarya Yönetim Sistemi Nasıl Test Edilir?
Bir batarya yönetim sistemi testinde temel olarak hücre gerilimleri, paket içi sıcaklık dağılımı, akım değerleri ve şarj/deşarj çevrimlerindeki termal kararlılık izlenir. Bu ölçümlerin yüksek doğrulukla ve kanaldan kanala galvanik izolasyonla yapılması, hem test güvenliği hem de sonuçların tekrarlanabilirliği açısından kritik önem taşır.
48V batarya yönetim sisteminin testi toplamda her biri 60 kanala kadar çıkabilen 15 DAQ sisteminden oluşur. Bu DAQ sistemleri lityum-ion hücrelerdeki voltajlı ve sıcaklıkları ölçer, müşterinin kendi DAQ yazılımına bağlantısı ise MODBUS, ETHERNET ve ETHERCAT ile yapılmaktadır.
Sıcaklık profilleri ve termomekanik yük koşulları simüle edilerek yeni komponentlerin uygunluğu araştırılır. Gerilim ve akım değerleri, geniş sıcaklık aralıklarındaki termal çevrimlerde ölçülür.
DAQ modülleri(Ölçüm modülleri)
Q.bloxx serisi ölçüm modüllerinden birinin serbestçe seçilebilmesi ve dağıtık yapısı sayesinde bu uygulama için en uygun çözüm oluşturulmuştur, ve sistemin adaptasyonunu ve genişleyebilirliğini sağlanmıştır. Örneğin, Bu uygulamada yaklaşık 700 (5000+ kanal) modül kullanılmıştır. (A101,A104,A105,A107,A124,A127 ve A128) Tüm bu modüller aşağıdaki özellikleri taşımaktadır.
- 100 kHz ye kadar kanal başı ölçüm hızı, 24 bit çözünürlük
- Kanaldan kanala, güç kaynağına ve ana gövdeye galvanik izolasyon
- Herhangi bir Q kontrolöre bağlanabilme , ör Q.station
- EN 61000-4 ve EN55011 standartlarına göre Elektromanyetik uyumluluk
- 10 … 30 VDC güç kaynağı
- Ray montajı (EN 60715)
- TC, Pt100/1000 ve NTC sensörleri bu yüksek doğruluklu sıcaklık ölçümlerinde kullanılmıştır. Ayrıca bu kanalların sürekli galvanik izolasyonu da sağlanmıştır. (1200 VDC)
Q.Controller
Q.Station 101 bu uygulama için aşağıdaki özellikleri sayesinde en uygun çözümdür.
- Yüksek data hızı oranları, 100 kHz @8 kanal(Her UART için 2), 10 kHz @128 kanal
- 64 Q.bloxx modülü genişleyebilme
- Konfigürasyon ve veri çıkışı için Ethernet arayüzü (1 Gig-E, TCP/IP, UDP, up to 16 MB/s Modbus TCP/IP, ASCII, High Speed Port Web server, web client ve e-mail)
- Veri Yolu Arayüzleri (EtherCAT-Slave, 1024 değişken okuma ve yazma @10 kHz, 1xCAN, 2 x USB 2.0, 4 MB/s)
- Senkronizasyon ve ölçüm değerlerinin zaman damgaları(*) (IRIG2 tabanlı RS485 standart sistem senkronizasyonu ±1 μs)
- 500 Mbyte dinamik bellek, 4 Gbyte statik bellek( USB ile genişletilebilir, 1000000 ölçüm/s ve SD Kart)
- 8 digital giriş/ 4 digital çıkış (PWM, durum sinyalleri, açı ve hız ölçümü için direkt enkoder girişi)
- Ayrıca Q.pac EC ve Q.gate IP/DP kontrolörleri de uygulama içerisinde kullanılmıştır.
Sonuç olarak bu 48V batarya yönetim sistemi testi düzeneği; yüksek kanal yoğunluğu, sürekli galvanik izolasyon ve MODBUS/EtherCAT esnekliği sayesinde lityum-iyon hücre güvenliğini ve seri üretim doğrulamasını tek platformda mümkün kılar. Benzer bir batarya test sistemi kurulumu ya da Gantner Instruments Q serisi modülleri hakkında bilgi almak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
