Segurança EV articula em melhor gerenciamento de bateria

A proliferação de e-scooters ressalta a necessidade de novos esquemas de gerenciamento de bateria.

Os avanços da bateria estão levando a uma nova geração de veículos elétricos limpos, acessíveis, de baixa e média velocidade. À medida que carros elétricos, caminhões e SUVs construídos por algumas das principais montadoras ganham as manchetes, outro segmento de mercado de veículos elétricos em rápido crescimento é frequentemente esquecido. As vendas de EV de baixa e média velocidade - incluindo as de e-motocicletas e e-scooters - estão disparando, se beneficiando dos avanços em várias tecnologias de EV, particularmente baterias de longa duração.

De acordo com um relatório recente da Global Market Insights, o tamanho do mercado de e-motocicletas e e-scooters foi avaliado em US $ 30 bilhões em 2019 e deve crescer a uma taxa composta de crescimento anual de mais de 4 por cento, chegando a US $ 40 bilhões em 2026. Esse crescimento não se restringe aos veículos de duas rodas, mas também se estende a uma variedade de veículos elétricos de baixa voltagem, como skates elétricos e quadriciclos.

O círculo da vida

As baterias, muitas vezes baseadas em ácido de chumbo (química PbA), têm sido usadas há algum tempo para fornecer energia a pequenos e-veículos e e-bikes para transporte ecológico e ecológico. Mas a busca por uma química de bateria com menor impacto ambiental e menor peso - o que se traduz em uma e-bike mais segura de manobrar e parar - é a maior responsável por acelerar o avanço para o uso generalizado de à base de lítio (Li -Ion ou LiFePO4, por exemplo) tecnologias de bateria em Light EVs (LEVs).

As vendas de scooters eletrônicos estão crescendo.
Na China, essa transição foi oficializada em abril de 2019 com o padrão GB 17761-2018 cobrindo a segurança completa da bicicleta (incluindo eletrônicos). Outros países como a Índia estão trabalhando em padrões locais semelhantes para limitar o registro de novas e-bikes por tamanho, velocidade e tipo de bateria. Notavelmente, as novas e-bikes registradas para placas de veículos devem ter uma velocidade máxima de 25 km / h, baterias de lítio e a capacidade de acoplar pedais.

À medida que avançamos em direção a um futuro cheio de carros voadores e pranchas flutuantes, as baterias à base de Li definem principalmente o padrão, o que torna o aumento de sua utilidade e a garantia de sua segurança uma necessidade absoluta. É aqui que uma solução eficaz de monitoramento de bateria pode ajudar.

Monitorar com um propósito

Você pode perguntar:Que tipo de solução de monitoramento de bateria é capaz de dar tranquilidade aos engenheiros de baterias e manter os exploradores urbanos seguros? Essa seria uma solução que considera a tensão, a corrente e a temperatura da célula. A precisão na medição desses parâmetros ajuda o monitor a determinar quando ativar seus recursos de proteção, dando aos engenheiros mais margem de manobra e espaço em seus projetos, permitindo assim maior capacidade da bateria e alcance estendido.

Para proteger a bateria e o sistema geral - ambos avaliados em relação a vários padrões e regulamentos da indústria - a bateria deve ser desativada sempre que a temperatura da célula, a tensão de entrada ou a corrente estiverem fora de sua faixa especificada da célula.

Vamos primeiro dar uma olhada na temperatura. Em temperaturas mais baixas (abaixo de 5 ° C), as baterias à base de lítio não funcionam tão bem e muitas vezes são impedidas de operar ou carregar. Em temperaturas mais altas (maiores que 45 ° C), a bateria não pode carregar além de uma temperatura moderada e é impedida de descarregar conforme a temperatura aumenta.

Também existe o risco de fuga térmica, que pode resultar no inchaço da bateria e, potencialmente, em uma explosão. É aqui que os dispositivos de monitoramento de bateria com recursos de gerenciamento térmico são úteis.

Por exemplo, os recursos de medição de temperatura apresentados em BQ76942 e BQ76952 nos permitem controlar a temperatura interna da matriz e também as temperaturas do termistor externo. Os recursos de proteção térmica integrados também podem desativar o carregamento e / ou descarregamento automático quando temperaturas extremas são detectadas.

Bicicleta elétrica alimentada por bateria à base de lítio.
Agora que garantimos que nossa bateria não explodirá em chamas como resultado de um gerenciamento térmico inadequado, podemos começar a monitorar os parâmetros que podem realmente ajudar a otimizar a eficiência e a vida útil da bateria. É aqui que nosso monitoramento de corrente e tensão nos ajuda a fazer a triagem. Se por acaso detectarmos que a tensão de circuito aberto de uma célula é maior do que sua tensão de carga nominal, o dispositivo identificará isso como sobretensão da célula (um fenômeno que expulsa o excesso de energia potencial como calor) e desabilitará a ocorrência de novas cargas. Do ponto de vista preventivo, o dispositivo pode desativar o carregamento ou descarregamento controlando os FETs de chave de proteção usando os drivers FET integrados.

Em última análise, a capacidade de monitorar com precisão as correntes e tensões das células em conjunto com a temperatura prova ser uma ótima ferramenta para saber se a bateria e o veículo estão seguros para operar.

Perspectivas futuras

A escolha de uma solução de monitoramento de bateria e-bike que priorize a segurança de seus usuários e a longevidade da bateria deve ser padrão em qualquer projeto. É por isso que uma solução que monitora ativamente a temperatura, as tensões e a corrente da célula é a escolha ideal.

Além disso, essas tecnologias avançadas de monitoramento e gerenciamento de baterias, juntamente com a otimização dos processos de produção de baterias, prometem aumentar ainda mais os benefícios ambientais da adoção do transporte elétrico.

Podemos não precisar de estradas para onde estamos indo, mas certamente precisaremos de baterias seguras.

Recursos adicionais:

• Monitores de bateria de última geração:como melhorar a segurança da bateria, melhorando a precisão e estendendo o tempo de execução
• Melhorando a precisão da medição de temperatura em sistemas de monitoramento de bateria
• Melhorando a precisão da medição de tensão em sistemas de monitoramento de bateria
• Atualmente questionando a precisão do seu monitor de bateria? Melhore a segurança e a precisão da bateria com estas dicas

–Vikram Sundaram é engenheiro de marketing de produto da Texas Instruments.

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Vezes.

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