Istute oma elektrisõidukisse, lülitate selle sisse ja klaster näitab teile läbitud kilomeetrite arvu. Selle vahemiku põhjal otsustate, millised boksipeatused teete sihtkohta jõudmiseks, kuid kas olete kunagi mõelnud, kuidas teie sõiduk arvutab välja läbitava vahemaa?
Akuhaldussüsteem või BMS hoiab teie elektrisõiduki toiteallikal silma peal ja hindab teie eest sõiduulatust. Lisaks jälgib süsteem aku seisukorda ja tagab selle kasutamise ohutuse.
Akude ja liitiumioonelementide mõistmine
Enne akuhaldussüsteemidega tutvumist on oluline mõista, kuidas akupakke valmistatakse.
Elektrisõiduki aku on valmistatud liitiumioonelementidest ja need elemendid on omavahel ühendatud, et luua akumoodul. Need moodulid on täiendavalt ühendatud teiste moodulitega, et luua aku. See modulaarne disain aitab akupakki tõhusalt hallata ja parandab hooldatavust. Tänu sellele disainiarhitektuurile saab akuploki tootja asendada vigase mooduli, mitte kogu akut.
Eeliste osas pakuvad liitiumioonelemendid mitmeid funktsioone, näiteks suurt võimsust ja kaalu suhe, kõrge energiatõhusus, madalad isetühjenemise omadused ja hea kõrge temperatuur esitus. Nende omaduste tõttu on liitiumioonelemendid elektrisõidukite jaoks parim valik, kuid need akud ei ole veatud ja
tahkis-aku tehnoloogia püüab lahendada liitiumioonakudega kaasnevaid probleeme.Veel üks asi, mida siinkohal märkida, on see, et liitiumioonelemendid võivad pakkuda ülalnimetatud eeliseid ainult siis, kui neid kasutatakse kindlaksmääratud piirides. Allpool on lühike ülevaade nendest kasutuspiirangutest.
- Pinge spetsifikatsioonid: Elektrisõiduki aku on valmistatud mitmest liitiumioonelemendist. Asjade perspektiivi panemiseks oli Tesla Roadsteril 6831 elementi ja kõik need elemendid peavad töötama määratud pingevahemikus. Enamiku elementide puhul on see vahemik 3,0–4,1 volti. Kui elemente kasutatakse väljaspool neid vahemikke, halveneb aku kasutusiga ja selle pakutav jõudlus.
- Temperatuuri piirid: Lisaks pingepiirangutele tuleb jälgida ka liitiumioonakude temperatuuri. Enamiku rakkude puhul on see vahemik -4 kuni 131 kraadi Fahrenheiti (-20 kuni 55 kraadi Celsiuse järgi). Kui elemente kasutatakse väljaspool neid temperatuurivahemikke, võib aku jõudlus ja eluiga drastiliselt väheneda.
- Praegune loosimine: Samuti tuleb jälgida rakkudest võetava voolu suurust. Kui elementidest võetav vooluhulk on väljaspool ettenähtud piire, väheneb elementide eluiga eksponentsiaalselt.
- Laadimisvool: Laadimise ajal tuleb jälgida ka akut. Selle põhjuseks on asjaolu, et akupaketti pumbatakse lühikese aja jooksul suur hulk voolu ja see juhtub tavaliselt kiirlaadimine, kasutades 3. taseme laadijaid. Selle suure voolu tõttu akus võivad elemendid üle laadida, põhjustades nende kuumenemist, mis halvendab elementide eluiga ja jõudlust.
Kuna aku optimaalseks toimimiseks on vaja jälgida mitmeid parameetreid, vajab see akuhaldussüsteemi. See juhtimissüsteem on arvutusseade, mis jälgib iga elemendi mitmeid omadusi ja tagab, et aku töötab ettenähtud piirides.
Mis juhtub, kui rakud ei tööta ettenähtud piirides?
Kui akupatarei elemente kasutatakse kõrgel temperatuuril või kui neist võetakse liiga palju voolu, võib tekkida nähtus, mida nimetatakse termilise jooksmiseks.
Näete, liitiumioonaku annab energiat mitmete keemiliste reaktsioonide kaudu. Need reaktsioonid tekitavad soojust ja kui akusid ei kasutata sobivates vahemikes, suureneb nende reaktsioonide tekitatud soojuse hulk eksponentsiaalselt.
Soojuse tootmise suurenemise tõttu võivad elemendid süttida ja põhjustada akus ahelreaktsiooni. Seetõttu on termilise põgenemise vältimiseks oluline jälgida iga raku temperatuuri.
Kuidas akuhaldussüsteem töötab ja mida see teeb?
Akuhaldussüsteem on mitme anduriga ühendatud arvuti. Need andurid jälgivad iga elemendi pinget, voolu ja temperatuuri ning saadavad selle BMS-i.
Seejärel analüüsib akuhaldussüsteem neid andmeid, et tagada iga elemendi töö ettenähtud piirides. Kui see nii ei ole, proovib see probleemi lahendada.
Kui aku sees olevad elemendid on liiga kuumad, juhib BMS jahutussüsteemi aku temperatuuri alandamiseks.
Elementide pinge kõikumiste korral tasakaalustab akuhaldussüsteem elemendid. Rakkude tasakaalustamiseks kannab see energiat ühest elemendist teise, et tagada kõigi elementide töö samal pingetasemel.
Lisaks ülalmainitud ülesannetele kogub BMS saadud andmetest logisid, et arvutada aku laetuse taset ja tervist.
Kuidas akuhaldussüsteem vahemikku arvutab?
Üks BMS-iga ühendatud anduritest mõõdab akupaketti siseneva ja sealt väljuva voolu suurust. Nende andmete põhjal hindab akuhaldussüsteem aku voolutugevust ja vahemaa, mida teie auto läbida suudab, hoida oma kauguse ärevust eemal.
Kas akuhaldussüsteeme on tõesti vaja?
Elektrisõiduki akuhaldussüsteem jälgib tähelepanelikult iga akuploki elementi. See tagab, et akukomplekti on ohutu kasutada ja kaitseb autot, kui elemendid ei tööta korralikult.
Lisaks hindab see sõiduulatust, mille sõiduk suudab läbida, ja aitab parandada aku kogu eluiga. Seetõttu on akuhaldussüsteem elektrisõiduki oluline osa ja hea akuhaldussüsteem võib pikendada elektrisõiduki eluiga mitme aasta võrra.
