Die Sicherheit von Elektrofahrzeugen hängt von einem besseren Batteriemanagement ab

Die Verbreitung von E-Scootern unterstreicht die Notwendigkeit neuer Batteriemanagementsysteme.

Die Weiterentwicklung der Batterie führt zu einer neuen Generation von sauberen, erschwinglichen Elektrofahrzeugen mit niedriger und mittlerer Geschwindigkeit. Da Elektroautos, Lastwagen und SUVs einiger der führenden Autohersteller Schlagzeilen machen, wird ein weiteres schnell wachsendes Marktsegment für Elektrofahrzeuge häufig übersehen. Der Verkauf von Elektrofahrzeugen mit niedriger und mittlerer Geschwindigkeit – einschließlich der von E-Motorrädern und E-Scootern – explodiert und profitiert von den Fortschritten bei verschiedenen Elektrofahrzeug-Technologien, insbesondere bei Akkus mit längerer Lebensdauer.

Laut einem aktuellen Bericht von Global Market Insights wurde der Markt für E-Motorräder und E-Scooter im Jahr 2019 auf 30 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von mehr als 4 Prozent wachsen und bis 2026 40 Milliarden US-Dollar erreichen. Dieses Wachstum beschränkt sich nicht nur auf Zweiräder, sondern erstreckt sich auch auf eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen mit niedrigerem Spannungsbereich wie Elektro-Skateboards und ATVs.

Der Kreis von LiFe

Batterien, die oft auf Bleisäure (PbA-Chemie) basieren, werden seit geraumer Zeit verwendet, um kleine E-Fahrzeuge und E-Bikes für den umweltfreundlichen, umweltfreundlichen Transport anzutreiben. Aber die Suche nach einer Batteriechemie mit geringerer Umweltbelastung und einem geringeren Gewicht – was zu einem sichereren Manövrieren und Anhalten des E-Bikes führt – ist jedoch am meisten verantwortlich für die Beschleunigung des Antriebs hin zur weit verbreiteten Verwendung von Lithium (Li -Ion oder LiFePO4 zum Beispiel) Batterietechnologien in Light EVs (LEVs).

Der Verkauf von E-Scootern boomt.

In China wurde dieser Übergang im April 2019 mit dem GB 17761-2018 Standard offiziell gemacht, der die komplette Fahrradsicherheit (einschließlich Elektronik) abdeckt. Andere Länder wie Indien arbeiten an ähnlichen lokalen Standards, um die Zulassung neuer E-Bikes nach Größe, Geschwindigkeit und Batterietyp zu begrenzen. Insbesondere müssen neue E-Bikes, die für Nummernschilder zugelassen werden, eine Höchstgeschwindigkeit von 25 km/h, Lithium-Batterien und die Möglichkeit haben, Pedale anzubringen.

Auf dem Weg in eine Zukunft voller fliegender Autos und Hoverboards setzen Li-basierte Batterien meist den Standard, was eine Erhöhung ihres Nutzwerts und ihre Sicherheit zu einem absoluten Muss macht. Hier kann eine effektive Batterieüberwachungslösung helfen.

Überwachung mit einem bestimmten Zweck

Sie fragen sich vielleicht:Welche Art von Batterieüberwachungslösung ist in der Lage, Batterie-Ingenieuren Sicherheit zu geben und urbane Entdecker zu schützen? Das wäre eine Lösung, die Zellspannung, Strom und Temperatur berücksichtigt. Die Genauigkeit bei der Messung dieser Parameter hilft dem Monitor, zu bestimmen, wann seine Schutzfunktionen aktiviert werden müssen, und gibt Ingenieuren mehr Spielraum und Spielraum bei ihren Designs, wodurch eine größere Batteriekapazität und eine erweiterte Reichweite ermöglicht werden.

Zum Schutz der Batterie und des Gesamtsystems – die beide nach verschiedenen Industriestandards und Vorschriften bewertet wurden – muss die Batterie immer dann deaktiviert werden, wenn die Zelltemperatur, die Eingangsspannung oder der Strom außerhalb des spezifizierten Bereichs der Zelle liegen.

Schauen wir uns zuerst die Temperatur an. Bei niedrigeren Temperaturen (unter 5 °C) funktionieren Li-basierte Batterien nicht so gut und werden oft am Betrieb oder am Laden gehindert. Bei höheren Temperaturen (über 45 °C) darf der Akku nicht über eine gemäßigte Temperatur hinaus aufgeladen werden und wird verhindert, dass er sich bei höheren Temperaturen entlädt.

Es besteht auch die Gefahr eines thermischen Durchgehens, das zum Anschwellen der Batterie und möglicherweise zu einer Explosion führen kann. Hier kommen Batterieüberwachungsgeräte mit Wärmemanagementfunktionen zum Einsatz.

Die Temperaturmessfunktionen von BQ76942 und BQ76952 ermöglichen es uns beispielsweise, auch die interne Chiptemperatur und die externen Thermistortemperaturen zu verfolgen. Die integrierten Wärmeschutzfunktionen können das Laden und/oder Entladen auch automatisch deaktivieren, wenn extreme Temperaturen erkannt werden.

E-Bike mit Lithium-Batterie.

Nachdem wir nun sichergestellt haben, dass unsere Batterie nicht aufgrund eines schlechten Wärmemanagements in Flammen aufgeht, können wir mit der Überwachung der Parameter beginnen, die wirklich zur Optimierung der Batterieeffizienz und -lebensdauer beitragen können. Hier hilft uns unsere Strom- und Spannungsüberwachung bei der Triage. Wenn wir feststellen, dass die Leerlaufspannung einer Zelle höher ist als ihre Nennladespannung, erkennt das Gerät dies als Zellüberspannung (ein Phänomen, bei dem die überschüssige potenzielle Energie als Wärme abgegeben wird) und verhindert das weitere Aufladen. Aus präventiver Sicht kann das Gerät das Laden oder Entladen deaktivieren, indem es die Schutzschalter-FETs mit den integrierten FET-Treibern steuert.

Letztendlich erweist sich die Fähigkeit, Zellenströme und -spannungen zusammen mit der Temperatur genau zu überwachen, als ein großartiges Werkzeug, um zu wissen, dass Ihre Batterie und Ihr Fahrzeug sicher im Betrieb sind.

Zukunftsaussichten

Die Wahl einer E-Bike-Batterieüberwachungslösung, die der Sicherheit ihrer Benutzer und der Batterielebensdauer Priorität einräumt, sollte bei jedem Design Standard sein. Aus diesem Grund ist eine Lösung, die Zelltemperatur, -spannung und -strom aktiv überwacht, die ideale Wahl.

Darüber hinaus versprechen diese fortschrittlichen Batterieüberwachungs- und Batteriemanagement-Technologien zusammen mit der Optimierung der Batterieproduktionsprozesse, die Umweltvorteile der Einführung elektrischer Verkehrsmittel weiter zu erhöhen.

Wo wir hinfahren, brauchen wir vielleicht keine Straßen, aber wir brauchen auf jeden Fall sichere Batterien.

Zusätzliche Ressourcen:

• Akkumonitore der nächsten Generation:So verbessern Sie die Akkusicherheit bei gleichzeitiger Verbesserung der Genauigkeit und Verlängerung der Laufzeit
• Verbesserung der Temperaturmessgenauigkeit in Batterieüberwachungssystemen
• Verbesserung der Spannungsmessgenauigkeit in Batterieüberwachungssystemen
• Sie stellen derzeit die Genauigkeit Ihres Batteriemonitors in Frage? Verbessern Sie die Sicherheit und Genauigkeit der Batterie mit diesen Tipps

–Vikram Sundaram ist Produktmarketing-Ingenieur bei Texas Instruments.

>> Dieser Artikel wurde ursprünglich auf unserer Schwesterseite EE published veröffentlicht Zeiten.

---

Verwandte Inhalte:

• Der Erfolg von Elektrofahrzeugen hängt von besseren Batterien und intelligenteren Ladevorgängen ab
• Der wachsende Bedarf an präziser Gleichstrommessung
• Referenzplattform unterstützt EV-Stromversorgungssysteme
• Neue Lösungen verbessern das Energiemanagement von Elektrofahrzeugen
• Bewertung der Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien für implantierbare medizinische Geräte
• Verwenden der Leistungsanalyse zur Optimierung der Batterielebensdauer von IoT-Geräten

Für mehr Embedded, abonnieren Sie den wöchentlichen E-Mail-Newsletter von Embedded.