എന്താണ് ഇലക്ട്രിക്കൽ തത്വം?

എന്താണ് ഇലക്ട്രിക്കൽ തത്വം?

ഇലക്ട്രിക്കൽ തത്വം

ഒരു ഇലക്ട്രിക് വാഹനത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും പ്രധാന ഘടകം ബാറ്ററി സംവിധാനമാണ്, ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും പ്രധാന വശങ്ങളിലൊന്ന് അതിൻ്റെ വൈദ്യുത തത്വമാണ്. ഇലക്ട്രിക്കൽ തത്വത്തിൻ്റെ ആർക്കിടെക്ചർ ഡിസൈൻ ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിനായുള്ള വാഹന രൂപകല്പന മുന്നോട്ട് വയ്ക്കുന്ന ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, ഡിസൈൻ അന്തിമമായിക്കഴിഞ്ഞാൽ, അത് ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ വൈദ്യുത തത്വങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ചില അറിവുകൾ ഈ അധ്യായത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തും.

ഇലക്ട്രിക്കൽ കോൺഫിഗറേഷൻ

ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഇലക്ട്രിക്കൽ കോൺഫിഗറേഷൻ്റെ ആവശ്യകത ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ആവശ്യകതകളിൽ നിന്നാണ്. ഒരു ലളിതമായ വാചകത്തിൽ ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിനായുള്ള വാഹനത്തിൻ്റെ ആവശ്യകതയെ സംഗ്രഹിക്കാൻ: ഇലക്ട്രിക് വാഹനത്തിന് സുരക്ഷിതമായും നിയന്ത്രണാതീതമായും വൈദ്യുതോർജ്ജം നൽകുന്നതിന്. ഈ വാക്യത്തിലെ മൂന്ന് പ്രധാന വാക്കുകൾവൈദ്യുതോർജ്ജം, നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന, ഒപ്പംസുരക്ഷിതം. വൈദ്യുതോർജ്ജം എന്നത് ബാറ്ററി മൊഡ്യൂളുകൾ പോലെയുള്ള ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിനുള്ളിലെ ഘടകങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അത് വൈദ്യുതോർജ്ജം നൽകുന്നു. ബാറ്ററി കൺട്രോൾ യൂണിറ്റ് (BCU), കോൺടാക്റ്ററുകൾ അല്ലെങ്കിൽ റിലേകൾ, കറൻ്റ് നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുന്ന കറൻ്റ്/വോൾട്ടേജ് സെൻസറുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിനുള്ളിലെ ഘടകങ്ങളെയാണ് നിയന്ത്രിക്കാവുന്നത്. ഫ്യൂസുകൾ, മാനുവൽ സർവീസ് ഡിസ്‌കണക്‌റ്റ് (എംഎസ്‌ഡി) പോലുള്ള സിസ്റ്റം സുരക്ഷയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിനുള്ളിലെ ഘടകങ്ങളെ സേഫ് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ചിത്രം 9-1, മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച മൂന്ന് തരം ഘടകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെ ഒരു ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ലളിതമായ ഇലക്ട്രിക്കൽ കോൺഫിഗറേഷൻ കാണിക്കുന്നു. ബാറ്ററി മൊഡ്യൂളുകൾ, ബാറ്ററി കൺട്രോൾ യൂണിറ്റ് (BCU), മെയിൻ പോസിറ്റീവ് കോൺടാക്റ്റർ, മെയിൻ നെഗറ്റീവ് കോൺടാക്റ്റർ, ഫാസ്റ്റ് ചാർജ് പോസിറ്റീവ് കോൺടാക്റ്റർ, ഫാസ്റ്റ് ചാർജ് നെഗറ്റീവ് കോൺടാക്റ്റർ, പ്രീ-ചാർജ് റിലേ, പ്രീ-ചാർജ് റെസിസ്റ്റർ, കറൻ്റ് സെൻസർ, ഫ്യൂസോടുകൂടിയ മാനുവൽ സർവീസ് ഡിസ്‌കണക്റ്റ് (MSD) തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങൾ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ചിത്രം 9-1-ൽ കാണുന്നത് പോലെ, ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൽ 1 മാസ്റ്റർ കൺട്രോൾ ബോർഡ്, നിരവധി സ്ലേവ് കൺട്രോൾ ബോർഡുകൾ, 1 MSD, നിരവധി സെല്ലുകൾ, ഉയർന്ന-വോൾട്ടേജ് റിലേകൾ, ലോ-വോൾട്ടേജ് വയറിംഗ് ഹാർനെസുകൾ, വിവിധ കണക്ടറുകൾ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഉയർന്ന-വോൾട്ടേജ് റിലേ ലോജിക് കൺട്രോൾ, ടോട്ടൽ വോൾട്ടേജ് അക്വിസിഷൻ, ഹൈ-വോൾട്ടേജ് കണക്ടർ, എംഎസ്ഡി കണക്ഷൻ സ്റ്റാറ്റസ് മോണിറ്ററിംഗ്, നിലവിലെ ഏറ്റെടുക്കൽ, ചാർജിംഗ് നിയന്ത്രണം, വാഹന ആശയവിനിമയം, സ്ലേവ് ബോർഡ് വിവര ശേഖരണം, തകരാർ കണ്ടെത്തൽ, പ്രോഗ്രാം അപ്‌ഗ്രേഡ് തുടങ്ങിയ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് മാസ്റ്റർ കൺട്രോൾ ബോർഡ് ഉത്തരവാദിയാണ്. ഓരോ സ്ലേവ് കൺട്രോൾ ബോർഡും സെൽ വോൾട്ടേജ് (0~5V) നേടുന്നതിനായി ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു കൂടാതെ ബോക്സിലെ ഓരോ ബാറ്ററി മൊഡ്യൂളിലും വിതരണം ചെയ്യുന്ന താപനില സെൻസറുകൾ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 9-1 ലെ ബാറ്ററി സിസ്റ്റം താരതമ്യേന ലളിതമാണ്, കൂടാതെ ജല തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനം, തപീകരണ സംവിധാനം, താപനില നിയന്ത്രണ സംവിധാനം തുടങ്ങിയ ഉപസിസ്റ്റങ്ങൾ ഇതുവരെ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല.

ഇലക്ട്രിക്കൽ തത്വങ്ങൾ

ചിത്രം 9-2 ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ വൈദ്യുത തത്വം കാണിക്കുന്നു. ചിത്രത്തിൽ കാണുന്നത് പോലെ, ബാറ്ററി പായ്ക്ക് പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് കോൺടാക്റ്ററുകൾ, പ്രീ-ചാർജ് റെസിസ്റ്ററുകൾ, പ്രീ-ചാർജ് റിലേകൾ, MSD, ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റം, നിലവിലെ സെൻസറുകൾ എന്നിവ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. ഫാസ്റ്റ്/സ്ലോ ചാർജറിനുള്ളിലെ കോൺടാക്റ്ററുകളും ലിഥിയം ബാറ്ററി പാക്കും നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റം (ബിഎംഎസ്) ആണ്, പോസിറ്റീവ് ലോജിക് ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു. പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് കോൺടാക്റ്ററുകൾ ഓക്സിലറി കോൺടാക്റ്റുകൾ കൊണ്ട് സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഫീഡ്ബാക്ക് സിഗ്നൽ ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് തിരികെ അയയ്ക്കുന്നു.

പ്രീ-ചാർജ് സർക്യൂട്ട് പ്രീ{1}}വാഹനത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന-വോൾട്ടേജ് സിസ്റ്റത്തെ ചാർജ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ-പ്രീ ചാർജ് വോൾട്ടേജ് സിസ്റ്റം വോൾട്ടേജാണ്. ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ പ്രധാന ബോർഡിൻ്റെ വൈദ്യുതി വിതരണം ഉണ്ടായിരിക്കണംഓൺ പവർ, ലൈവ് വയർ, ചാർജിംഗ് വേക്ക് അപ് ഇൻ്റർഫേസ്-. സാധാരണ പ്രവർത്തനസമയത്ത് ഓൺ പവർ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് സജീവമാക്കുകയും ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ ബാഹ്യ ചാർജിംഗ് പവർ സ്രോതസ്സ് ഉപയോഗിച്ച് സജീവമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റത്തിന് ഇൻസുലേഷൻ പ്രതിരോധം കണ്ടെത്തലും ബസ്ബാർ വോൾട്ടേജും കറൻ്റ് ഡിറ്റക്ഷൻ ഫംഗ്ഷനുകളും ഉണ്ടായിരിക്കണം. നിലവിലെ കണ്ടെത്തലിന് ഷണ്ട് അല്ലെങ്കിൽ ഹാൾ കറൻ്റ് സെൻസറുകൾ സ്വീകരിക്കാം. ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റത്തിന് ഇൻസുലേഷൻ പ്രതിരോധത്തിനും തകരാർ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനുമുള്ള അനുബന്ധ തന്ത്രങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കണം. ഇൻസുലേഷൻ റെസിസ്റ്റൻസ് ഡിറ്റക്ഷൻ ആവശ്യകതകൾ ബാറ്ററി ഡിസൈൻ ഇൻപുട്ട് ഷീറ്റിൻ്റെ അനുബന്ധ ആവശ്യകതകളിൽ വിശദമാക്കിയിരിക്കുന്നു. ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ പ്രധാന ബോർഡിന് ദേശീയ ചാർജിംഗ് മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുന്ന ചാർജിംഗ് നിയന്ത്രണവും സ്ഥിരീകരണ സിഗ്നലുകളും CC/CP/CC2 കണ്ടുപിടിക്കാൻ കഴിയണം. ദേശീയ നിലവാരത്തിലുള്ള ചാർജിംഗ് മോഡ് 3 കണക്ഷൻ രീതി B യുടെ സാധാരണ കൺട്രോൾ പൈലറ്റ് സർക്യൂട്ട് തത്വമനുസരിച്ച് എസി ചാർജിംഗ് രീതികൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കണം, ഇത് ഗാർഹിക 16A സോക്കറ്റിലൂടെയും എസി ചാർജിംഗ് പൈലിലൂടെയും എസി ചാർജ് ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഒരു മെയിൻ്റനൻസ് സ്വിച്ചും ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ഫ്യൂസും പവർ ബാറ്ററി പാക്കിൻ്റെ മധ്യത്തിൽ സ്ഥാപിക്കണം. ബാറ്ററി പാക്ക് ഒരു സ്പ്ലിറ്റ് ബോക്‌സ് സംവിധാനമാണെങ്കിൽ, ഓരോ ബോക്‌സിൻ്റെയും ഇലക്ട്രിക്കൽ മിഡിൽ പൊസിഷനിൽ ഒരു മെയിൻ്റനൻസ് സ്വിച്ചും ഉയർന്ന{15}}വോൾട്ടേജ് ഫ്യൂസും ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു. MSD-യും കണക്ഷൻ കേബിളും തമ്മിലുള്ള ഉയർന്ന-വോൾട്ടേജ് കണക്ടർ ബാറ്ററി പാക്കിനുള്ളിൽ ഒരു ഇൻ്റർലോക്ക് സർക്യൂട്ട് ഉണ്ടാക്കണം, ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റം ഇൻ്റർലോക്ക് സിഗ്നൽ കണ്ടുപിടിക്കുന്നു. പവർ ബാറ്ററി പാക്കിൻ്റെ മൊത്തം വോൾട്ടേജിനും മൊത്തം നെഗറ്റീവ് ഔട്ട്‌പുട്ടിനുമുള്ള ഉയർന്ന-വോൾട്ടേജ് കണക്ടർ മുൻകൂട്ടി സജ്ജമാക്കിയ കണക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ പവർ കൺട്രോൾ യൂണിറ്റ് (PCU) ഉപയോഗിച്ച് ഒരു റെസിസ്റ്റൻസ് ലൂപ്പ് രൂപപ്പെടുത്തുന്ന ഉയർന്ന{21}}വോൾട്ടേജ് ഇൻ്റർലോക്ക് കൺട്രോൾ സിഗ്നലും വാഹന നിയന്ത്രണ യൂണിറ്റ് (VCU) കണ്ടുപിടിക്കുന്നു.

ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റം ഒരു മാസ്റ്റർ-സ്ലേവ് ആർക്കിടെക്ചർ സ്വീകരിക്കുന്നു. മാസ്റ്റർ കൺട്രോൾ ബോർഡും സ്ലേവ് കൺട്രോൾ ബോർഡുകളും തമ്മിലുള്ള ആശയവിനിമയം CAN ബസ് വഴിയാണ്. ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ആന്തരിക CAN ബസ് ഘടന ചിത്രം 9-3 കാണിക്കുന്നു.

ചിത്രം 9-3-ൽ നിന്ന് കാണുന്നത് പോലെ, ഓരോ മൊഡ്യൂളിലും ഒരു സ്ലേവ് കൺട്രോൾ ബോർഡ് സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. സ്ലേവ് കൺട്രോൾ ബോർഡ് മൊഡ്യൂളുമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ഫ്ലെക്സിബിൾ കോൺഫിഗറേഷൻ, സ്കേലബിളിറ്റി, പ്ലാറ്റ്ഫോം ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി സ്റ്റാൻഡേർഡ് മൊഡ്യൂളുകൾ സൃഷ്ടിക്കൽ എന്നിവ അനുവദിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രിക്കൽ ഡിസൈൻ പ്രധാനമായും ബാറ്ററി പാക്കിൻ്റെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് സർക്യൂട്ട് ഡിസൈനിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു, വികസന വശങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെഉയർന്ന-വോൾട്ടേജ് ഇലക്ട്രിക്കൽ സുരക്ഷ, പ്രീ-ചാർജ് സർക്യൂട്ട്, ഉയർന്ന-വോൾട്ടേജ് കേബിൾ തിരഞ്ഞെടുക്കൽ, MSD, നിലവിലെ സെൻസറുകൾ.