विद्युत सिद्धांत क्या है?
विद्युत सिद्धांत
इलेक्ट्रिक वाहन का सबसे मुख्य घटक बैटरी प्रणाली है, और बैटरी प्रणाली का सबसे मुख्य पहलू इसका विद्युत सिद्धांत है। विद्युत सिद्धांत का आर्किटेक्चर डिज़ाइन बैटरी सिस्टम के लिए वाहन डिज़ाइन द्वारा आगे रखी गई आवश्यकताओं को पूरा करने पर आधारित है, और एक बार डिज़ाइन को अंतिम रूप देने के बाद, यह बैटरी सिस्टम के कार्यों को निर्धारित करता है। यह अध्याय बैटरी प्रणाली के विद्युत सिद्धांतों के बारे में कुछ ज्ञान को कवर करेगा।
विद्युत विन्यास
बैटरी सिस्टम के विद्युत विन्यास की आवश्यकता बैटरी सिस्टम की आवश्यकताओं से उत्पन्न होती है। बैटरी प्रणाली के लिए वाहन की आवश्यकता को एक सरल वाक्य में संक्षेप में प्रस्तुत करना: इलेक्ट्रिक वाहन के लिए सुरक्षित और नियंत्रणीय रूप से विद्युत ऊर्जा प्रदान करना। इस वाक्य में तीन प्रमुख शब्द हैंविद्युतीय ऊर्जा, चलाया हुआ, औरसुरक्षित. विद्युत ऊर्जा से तात्पर्य बैटरी प्रणाली के भीतर के घटकों से है, जैसे बैटरी मॉड्यूल, जो विद्युत ऊर्जा प्रदान कर सकते हैं। कंट्रोलेबल से तात्पर्य बैटरी सिस्टम के भीतर के घटकों से है, जैसे बैटरी कंट्रोल यूनिट (बीसीयू), कॉन्टैक्टर या रिले और करंट/वोल्टेज सेंसर, जो करंट को नियंत्रित कर सकते हैं। सेफ बैटरी सिस्टम के भीतर के उन घटकों को संदर्भित करता है जो सिस्टम सुरक्षा से संबंधित हैं, जैसे फ़्यूज़ और मैनुअल सर्विस डिस्कनेक्ट (एमएसडी)। चित्र 9-1 एक बैटरी प्रणाली का एक सरल विद्युत विन्यास दिखाता है, जिसमें ऊपर उल्लिखित तीन प्रकार के घटक शामिल हैं। इनमें बैटरी मॉड्यूल, बैटरी कंट्रोल यूनिट (बीसीयू), मुख्य पॉजिटिव कॉन्टैक्टर, मुख्य नेगेटिव कॉन्टैक्टर, फास्ट चार्ज पॉजिटिव कॉन्टैक्टर, फास्ट चार्ज नेगेटिव कॉन्टैक्टर, प्री-चार्ज रिले, प्री-चार्ज रेसिस्टर, करंट सेंसर और फ्यूज के साथ मैनुअल सर्विस डिस्कनेक्ट (एमएसडी) जैसे घटक शामिल हैं।
जैसा कि चित्र 9 में देखा गया है, बैटरी सिस्टम में 1 मास्टर कंट्रोल बोर्ड, कई स्लेव कंट्रोल बोर्ड, 1 एमएसडी, कई सेल, उच्च वोल्टेज रिले, निम्न वोल्टेज वायरिंग हार्नेस और विभिन्न कनेक्टर शामिल हैं। मास्टर कंट्रोल बोर्ड उच्च वोल्टेज रिले लॉजिक नियंत्रण, कुल वोल्टेज अधिग्रहण, उच्च वोल्टेज कनेक्टर और एमएसडी कनेक्शन स्थिति की निगरानी, वर्तमान अधिग्रहण, चार्जिंग नियंत्रण, वाहन संचार, स्लेव बोर्ड सूचना संग्रह, गलती निदान और प्रोग्राम अपग्रेड जैसे कार्यों के लिए जिम्मेदार है। प्रत्येक स्लेव कंट्रोल बोर्ड को सेल वोल्टेज (0~5V) प्राप्त करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है और यह बॉक्स में प्रत्येक बैटरी मॉड्यूल में वितरित तापमान सेंसर से सुसज्जित है।
चित्र 9-1 में बैटरी प्रणाली अपेक्षाकृत सरल है और इसमें अभी तक जल शीतलन प्रणाली, हीटिंग प्रणाली और तापमान नियंत्रण प्रणाली जैसी उपप्रणालियाँ शामिल नहीं हैं।
विद्युत सिद्धांत
चित्र 9-2 बैटरी प्रणाली का विद्युत सिद्धांत दिखाता है। जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, बैटरी पैक सकारात्मक और नकारात्मक संपर्ककर्ताओं, प्री-चार्ज रेसिस्टर्स, प्री-चार्ज रिले, एमएसडी, बैटरी प्रबंधन प्रणाली और वर्तमान सेंसर को एकीकृत करता है। तेज/धीमे चार्जर और लिथियम बैटरी पैक के अंदर संपर्ककर्ताओं को बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और सकारात्मक तर्क की सिफारिश की जाती है। सकारात्मक और नकारात्मक संपर्ककर्ता सहायक संपर्कों से सुसज्जित हैं, और फीडबैक सिग्नल बैटरी प्रबंधन प्रणाली को वापस भेजा जाता है।
प्री{0}चार्ज सर्किट प्री{1}वाहन के हाई{2}वोल्टेज सिस्टम को चार्ज करता है, और प्री{3}चार्ज वोल्टेज सिस्टम वोल्टेज है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली के मुख्य बोर्ड की बिजली आपूर्ति होनी चाहिएबिजली चालू, लाइव वायर और चार्जिंग वेक अप इंटरफ़ेस। यह सामान्य ऑपरेशन के दौरान ऑन पावर द्वारा सक्रिय होता है और चार्जिंग के दौरान बाहरी चार्जिंग पावर स्रोत द्वारा सक्रिय होता है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली में इन्सुलेशन प्रतिरोध का पता लगाने और बसबार वोल्टेज और वर्तमान का पता लगाने के कार्य होने चाहिए। करंट डिटेक्शन शंट या हॉल करंट सेंसर को अपना सकता है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली में इन्सुलेशन प्रतिरोध और दोष प्रबंधन के लिए संबंधित रणनीतियाँ होनी चाहिए। इन्सुलेशन प्रतिरोध पहचान आवश्यकताओं को बैटरी डिज़ाइन इनपुट शीट की संबंधित आवश्यकताओं में विस्तृत किया गया है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली का मुख्य बोर्ड राष्ट्रीय चार्जिंग मानकों को पूरा करने वाले चार्जिंग नियंत्रण और पुष्टिकरण सिग्नल CC/CP/CC2 का पता लगाने में सक्षम होना चाहिए। एसी चार्जिंग विधियों को राष्ट्रीय मानक में चार्जिंग मोड 3 कनेक्शन विधि बी के विशिष्ट नियंत्रण पायलट सर्किट सिद्धांत के अनुसार डिजाइन किया जाना चाहिए, जिससे घरेलू 16 ए सॉकेट और एसी चार्जिंग पाइल के माध्यम से एसी चार्जिंग की अनुमति मिल सके। एक रखरखाव स्विच और एक उच्च वोल्टेज फ़्यूज़ पावर बैटरी पैक के मध्य में स्थित होना चाहिए। यदि बैटरी पैक एक स्प्लिट बॉक्स सिस्टम है, तो प्रत्येक बॉक्स के विद्युत मध्य स्थान में एक रखरखाव स्विच और एक उच्च वोल्टेज फ़्यूज़ स्थापित करने की अनुशंसा की जाती है। एमएसडी और कनेक्शन केबल के बीच उच्च वोल्टेज कनेक्टर को बैटरी पैक के भीतर एक इंटरलॉक सर्किट बनाना चाहिए, और बैटरी प्रबंधन प्रणाली द्वारा इंटरलॉक सिग्नल का पता लगाया जाता है। पावर बैटरी पैक के कुल वोल्टेज और कुल नकारात्मक आउटपुट के लिए उच्च{{19}वोल्टेज कनेक्टर पूर्व-सेट कनेक्टर का उपयोग करता है, और उच्च वोल्टेज इंटरलॉक नियंत्रण सिग्नल पावर कंट्रोल यूनिट (पीसीयू) के साथ एक प्रतिरोध लूप बनाता है और मोटर का वाहन नियंत्रण इकाई (वीसीयू) द्वारा पता लगाया जाता है।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली एक मास्टर -स्लेव आर्किटेक्चर को अपनाती है। मास्टर कंट्रोल बोर्ड और स्लेव कंट्रोल बोर्ड के बीच संचार CAN बस के माध्यम से होता है। चित्र 9-3 बैटरी प्रणाली की आंतरिक CAN बस संरचना को दर्शाता है।
जैसा कि चित्र 9-3 से देखा जा सकता है, प्रत्येक मॉड्यूल एक स्लेव कंट्रोल बोर्ड से सुसज्जित है। स्लेव कंट्रोल बोर्ड को मॉड्यूल के साथ एकीकृत किया गया है, जो प्लेटफ़ॉर्म आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए लचीले कॉन्फ़िगरेशन, स्केलेबिलिटी और मानकीकृत मॉड्यूल के निर्माण की अनुमति देता है। विद्युत डिजाइन मुख्य रूप से बैटरी पैक के उच्च-वोल्टेज सर्किट डिजाइन पर केंद्रित है, जिसमें विकास के पहलू भी शामिल हैंउच्च -वोल्टेज विद्युत सुरक्षा, प्री{{0}चार्ज सर्किट, हाई{{1}वोल्टेज केबल चयन, एमएसडी, और करंट सेंसर।
