ماخذ: الیکٹرانک ڈیزائن ڈاٹ کام
بیٹری مینجمنٹ سسٹم فن تعمیر
بیٹری منیجمنٹ سسٹم (بی ایم ایس) عام طور پر کئی فنکشنل بلاکس پر مشتمل ہوتا ہے ، جن میں کٹ آف فیلڈ ایفیکٹ ٹرانسمیٹر (ایف ای ٹی) ، فیول گیج مانیٹر ، سیل وولٹیج مانیٹر ، سیل وولٹیج بیلنس ، ریئل ٹائم کلاک ، ٹمپریچر مانیٹر ، اور ایک شامل ہیں۔ ریاستی مشین(تصویر 1). بی ایم ایس آئی سی کی کئی اقسام دستیاب ہیں۔
فنکشنل بلاکس کی گروپ بندی ایک عام ینالاگ فرنٹ اینڈ سے وسیع پیمانے پر مختلف ہوتی ہے ، جیسے کہ ISIS94208 اس میں توازن اور نگرانی کی پیش کش ہوتی ہے اور اس میں خود مختار چلنے والے ایک اسٹینڈ انٹیگریٹڈ حل کے لئے مائکروقابو کنٹرولر کی ضرورت ہوتی ہے (جیسے ، TheISL94203)۔ آئیے اب ہر بلاک کے پیچھے مقصد اور ٹیکنالوجی کے ساتھ ساتھ ہر ٹکنالوجی کے پیشہ اور موافق جانتے ہیں۔
کٹ آف ایف ای ٹی اور ایف ای ٹی ڈرائیور
ایف ای ٹی ڈرائیور کا ایک فنکشنل بلاک بیٹری پیک کے کنکشن اور بوجھ اور چارجر کے مابین الگ تھلگ کے لئے ذمہ دار ہے۔ ایف ای ٹی ڈرائیور کے طرز عمل کی پیش گوئی بیٹری سیل وولٹیجز ، موجودہ پیمائش ، اور اصل وقت کا پتہ لگانے والی سرکٹری کی پیمائش پر کی جاتی ہے۔ چترا 2 میں بوجھ اور چارجر ، اور بیٹری پیک کے مابین دو مختلف قسم کے ایف ای ٹی رابطوں کی وضاحت کی گئی ہے۔
اعداد و شمار 2 اے کے لئے بیٹری پیک سے کم سے کم کنکشن کی ضرورت ہوتی ہے اور بیٹری پیک آپریٹنگ طریقوں کو چارج کرنے ، خارج ہونے یا نیند لینے تک محدود کردیتا ہے۔ موجودہ بہاؤ کی سمت اور ایک خاص ریئل ٹائم ٹیسٹ کے برتاؤ سے آلے کی حالت طے ہوتی ہے۔
2. لوڈ اور چارجر (A) کے درمیان واحد کنکشن کے لئے کٹ آف ایف ای ٹی اسکیمات ، اور ایک دو ٹرمینل کنکشن جو بیک وقت چارجنگ اور ڈسچارج (بی) کی سہولت دیتا ہے۔
مثال کے طور پر ، ISL94203 میں ایک چینل مانیٹر (CHMON) ہے جو کٹ آف ایف ای ٹی کے دائیں جانب وولٹیج پر نظر رکھتا ہے۔ اگر چارجر منسلک ہوتا ہے اور بیٹری پیک اس سے الگ ہوجاتا ہے تو ، بیٹری پیک کی طرف لگائے جانے والا موجودہ انجکشن چارج کی زیادہ سے زیادہ سپلائی وولٹیج میں وولٹیج کا باعث ہوگا۔ CHMON میں وولٹیج کی سطح کو الگ کردیا گیا ہے ، جس سے BMS آلہ کو یہ معلوم ہوتا ہے کہ ایک چارجر موجود ہے۔ بوجھ کے کنکشن کا تعی .ن کرنے کے ل a ، اس بات کا تعین کرنے کے لئے کہ بوجھ موجود ہے یا نہیں ، ایک کرنٹ کو بوجھ میں داخل کیا جاتا ہے۔ اگر موجودہ انجیکشن لگاتے وقت پن پر وولٹیج میں نمایاں اضافہ نہیں ہوتا ہے تو ، نتائج کا تعین ہوتا ہے کہ بوجھ موجود ہے۔ پھر ایف ای ٹی ڈرائیور کا ڈی ایف ای ٹی آن ہوجاتا ہے۔ شکل 2B میں کنکشن اسکیم چارج کرتے وقت بیٹری پیک کو چلانے کی اجازت دیتی ہے۔
ایف ای ٹی ڈرائیوروں کو بیٹری پیک کے اونچے یا نچلے حصے سے مربوط کرنے کے لئے ڈیزائن کیا جاسکتا ہے۔ NMOS FETs کو چالو کرنے کے لئے ایک اعلی سائیڈ کنکشن کے لئے چارج پمپ ڈرائیور کی ضرورت ہوتی ہے۔ جب اعلی سائیڈ والے ڈرائیور استعمال کرتے ہیں تو ، یہ باقی سرکٹری کے لئے ٹھوس گراؤنڈ ریفرنس کی سہولت دیتا ہے۔ کم سائیڈ ایف ای ٹی ڈرائیور کنکشن لاگت کو کم کرنے کے لئے کچھ مربوط حلوں میں پائے جاتے ہیں ، کیونکہ انہیں چارج پمپ کی ضرورت نہیں ہے۔ انہیں ہائی ولٹیج والے آلات کی بھی ضرورت نہیں ہے ، جو زیادہ تر ڈائی ایریا استعمال کرتے ہیں۔ کم سائیڈ پر کٹ آف ایف ای ٹی کا استعمال بیٹری پیک کے زمینی کنکشن کو تیراتا ہے ، جس کی وجہ سے پیمائش میں انجکشن لگنے سے شور کا زیادہ امکان ہوتا ہے۔ اس سے کچھ آئی سی کی کارکردگی متاثر ہوتی ہے۔
فیول گیج / موجودہ پیمائش
فیول گیج فنکشنل بلاک بیٹری پیک میں داخل ہونے اور خارج ہونے والے چارج کا سراغ لگاتا ہے۔ چارج موجودہ اور وقت کی پیداوار ہے۔ فیول گیج کو ڈیزائن کرتے وقت متعدد مختلف تکنیک استعمال کی جاسکتی ہیں۔
موجودہ ماپنے والا طریقہ کار ہے جس میں ایمبیڈڈ کم ریزولوشن اینالاگ ٹو ڈیجیٹل کنورٹر (ADC) موجود ایم پی ایل اور ایک ایم سی یو ہے۔ موجودہ سینس ایمپلیفائر ، جو اعلی عام موڈ کے ماحول میں چلتا ہے ، سگنل کو بڑھا دیتا ہے ، جس سے زیادہ ریزولوشن پیمائش کو قابل بنایا جاسکتا ہے۔ اگرچہ ، یہ ڈیزائن تکنیک متحرک حد کی قربانی دیتی ہے۔
دیگر تکنیکیں اعلی ریزولوشن ADC ، یا ایک مہنگا فیول گیج IC استعمال کرتی ہیں۔ بوجھ کے رویے کی موجودہ کھپت کو بمقابلہ وقت کو سمجھنا ایندھن گیج ڈیزائن کی بہترین قسم کا تعین کرتا ہے۔
سب سے درست اور لاگت سے موثر حل یہ ہے کہ کم آفسیٹ اور اعلی عام موڈ کی درجہ بندی کے ساتھ 16 بٹ یا اس سے زیادہ ADC کا استعمال کرتے ہوئے احساس مزاحم کے پار وولٹیج کی پیمائش کی جائے۔ ہائی ریزولوشن ADC رفتار کے خرچ پر ایک بڑی متحرک حد پیش کرتا ہے۔ اگر بیٹری کسی غیر یقینی بوجھ ، جیسے برقی گاڑی سے منسلک ہے تو ، سست اے ڈی سی بوجھ کو پہنچائے جانے والے اعلی طول و عرض اور اعلی تعدد والی موجودہ سپائیکس سے محروم ہوسکتی ہے۔
غیر معمولی بوجھ کے ل، ، لگاتار تخمینہ والا اندراج (SAR) ADC ممکنہ طور پر موجودہ احساس و ضوابط کے سامنے والا اختتام زیادہ مطلوبہ ہو۔ کسی بھی آفسیٹ غلطی سے بیٹری چارج کی مقدار میں مجموعی غلطی متاثر ہوتی ہے۔ وقت کے ساتھ پیمائش کی غلطیاں اہم چارج کی حیثیت سے بیٹری پیک میں غلطیاں لائیں گی۔ چارج کی پیمائش کرتے وقت 16 16 بٹ ریزولوشن کے ساتھ 50 µV یا اس سے کم کی پیمائش آفسیٹ کافی ہوتی ہے۔
سیل وولٹیج اور زیادہ سے زیادہ بیٹری لائف ٹائم
بیٹری پیک میں ہر سیل کے سیل وولٹیج کی نگرانی کرنا اس کی مجموعی صحت کا تعین کرنے کے لئے ضروری ہے۔ تمام خلیوں میں آپریٹنگ وولٹیج ونڈو موجود ہے جہاں مناسب آپریشن اور بیٹری کی زندگی کو یقینی بنانے کے ل char چارج / خارج ہونے والے مادہ ہونے چاہئیں۔ اگر ایک ایپلی کیشن لتیم کیمسٹری والی بیٹری استعمال کررہی ہے تو ، آپریٹنگ وولٹیج عام طور پر 2.5 اور 4.2 V کے درمیان ہوتی ہے۔ وولٹیج کی حد کیمسٹری پر منحصر ہوتی ہے۔ وولٹیج کی حد سے باہر بیٹری کو چلانے سے سیل کی زندگی میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے اور اسے بیکار پیش کیا جاسکتا ہے۔
سیل ایک سلسلہ میں منسلک ہوتے ہیں اور بیٹری پیک کی تشکیل کے متوازی ہوتے ہیں۔ متوازی کنکشن سے بیٹری پیک کی موجودہ ڈرائیو میں اضافہ ہوتا ہے ، جبکہ سیریز کا کنکشن مجموعی وولٹیج میں اضافہ کرتا ہے۔ ایک خلیے کی کارکردگی میں تقسیم ہوتا ہے: وقت صفر کے برابر ، بیٹری پیک سیل کے چارج اور خارج ہونے والے نرخ ایک جیسے ہوتے ہیں۔ چارج اور خارج ہونے والے مادہ کے مابین ہر ایک سیل چکنے کے ساتھ ہی ، ہر ایک سیل کا چارج اور خارج ہونے والے مادہ کی شرح میں بھی بدلاؤ آتا ہے۔ اس کے نتیجے میں بیٹری پیک میں پھیلاؤ تقسیم ہوتا ہے۔
یہ بتانے کا ایک آسان طریقہ ہے کہ آیا بیٹری پیک سے چارج کیا جاتا ہے یہ ہے کہ ہر سیل کے وولٹیج کو سیٹ وولٹیج کی سطح پر مانیٹر کیا جائے۔ وولٹیج کی حد تک پہنچنے والا پہلا سیل وولٹیج بیٹری پیک سے چارج شدہ حد کو ٹرپ کرتا ہے۔ ایک کمزور اوسط سیل بیٹری پیک کے نتیجے میں سب سے کمزور سیل پہلے اس حد تک پہنچ جاتا ہے ، جس سے باقی خلیات کو مکمل طور پر چارج نہیں ہوتا ہے۔
ایک چارجنگ اسکیم ، جیسا کہ بیان کیا گیا ہے ، ہر چارج پر بیٹری پیک کو زیادہ سے زیادہ نہیں کرتا ہے۔ چارجنگ اسکیم بیٹری پیک کی زندگی کو کم کردیتی ہے کیونکہ اسے زیادہ چارج اور خارج ہونے والے چکروں کی ضرورت ہے۔ ایک کمزور سیل تیزی سے خارج ہوتا ہے۔ خارج ہونے والے مادہ سائیکل پر بھی ہوتا ہے؛ کمزور سیل خارج ہونے والے مادہ کی حد کو پہلے ٹرپ کرتا ہے ، باقی خلیات چارج کے ساتھ باقی رہ جاتا ہے۔
ہر وقت بیٹری پیک چارج پر او این ٹائم کو بہتر بنانے کے دو طریقے ہیں۔ پہلا چارج سائیکل کے دوران سب سے کمزور سیل پر چارج سست کرنا ہے۔ یہ بائی پاس ایف ای ٹی کو موجودہ سیل لمیٹڈ ریزسٹر کے ساتھ مربوط کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے(تصویر 3A). یہ سیل سے سب سے زیادہ موجودہ کے ساتھ موجودہ ہوتا ہے ، جس کے نتیجے میں سیل چارج سست ہوجاتا ہے۔ نتیجے کے طور پر ، دوسرے بیٹری پیک سیل پکڑنے میں کامیاب ہیں۔ حتمی مقصد یہ ہے کہ بیٹری پیک کی چارج کی گنجائش کو ایک ساتھ تمام خلیوں کو بیک وقت مکمل طور پر چارج ہونے والی حد تک پہنچانا ہو۔
3. بائی پاس سیل میں توازن رکھنے والے ایف ای ٹی کو چارج سائیکل (اے) کے دوران سیل کے چارج ریٹ کو سست کرنے میں مدد ملتی ہے۔ فعال توازن مضبوطی سیل سے چارج چوری کرنے اور ایک کمزور سیل (B) کو چارج دینے کے لئے خارج ہونے والے مادہ سائیکل کے دوران استعمال ہوتا ہے۔
دوسرا طریقہ یہ ہے کہ چارج ڈسپوزلمنٹ اسکیم کو لاگو کرکے بیٹری پیک کو خارج ہونے والے مادہ سائیکل پر متوازن بنانا ہے۔ یہ الفا سیل سے دلکش جوڑے یا کیپسیٹو اسٹوریج کے ذریعے چارج لینے اور سب سے کمزور سیل میں ذخیرہ انچارج انجیکشن لگا کر حاصل کیا جاتا ہے۔ اس سے خارج ہونے والے مادے کی حد تک پہنچنے میں سب سے کمزور سیل لگنے میں یہ وقت سست ہوجاتا ہے ، بصورت دیگر فعال توازن کے طور پر جانا جاتا ہے(تصویر 3B).
درجہ حرارت کی نگرانی
آج کی بیٹریاں مستقل وولٹیج کو برقرار رکھتے ہوئے بہت سارے کرنٹ فراہم کرتی ہیں۔ اس سے بھاگ جانے والی حالت ہوسکتی ہے جس کی وجہ سے بیٹری میں آگ لگ جاتی ہے۔ بیٹری بنانے کے لئے استعمال ہونے والے کیمیکل انتہائی مستحکم ہیں۔ دائیں چیز سے لگائی گئی بیٹری بھی بیٹری کو آگ لگاتی ہے۔ درجہ حرارت کی پیمائش محض حفاظت کے لئے نہیں کی جاتی ہے ، وہ یہ بھی طے کرسکتے ہیں کہ اگر بیٹری کو چارج کرنا یا خارج کرنا ضروری ہے تو۔
درجہ حرارت کے سینسر ہر ذخیرے کو انرجی اسٹوریج سسٹم (ESS) ایپلی کیشنز یا چھوٹے اور زیادہ پورٹیبل ایپلی کیشنز کے لئے سیلوں کی گروپ بندی کی نگرانی کرتے ہیں۔ اندرونی اے ڈی سی وولٹیج حوالہ سے چلنے والے تھرمسٹرس عام طور پر ہر سرکٹ کے درجہ حرارت کی نگرانی کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ ، ایک اندرونی وولٹیج حوالہ بمقابلہ ماحولیاتی درجہ حرارت میں تبدیلی کے مقابلے میں درجہ حرارت پڑھنے کی غلطیاں کم کرنے میں مدد کرتا ہے۔
ریاستی مشینیں یا الگورتھم
سینسنگ سرکٹری سے معلومات کا انتظام کرنے کے ل Most زیادہ تر بی ایم ایس سسٹم کو مائکروکانٹرولر (ایم سی یو) یا فیلڈ پروگرام قابل گیٹ سرنی (ایف پی جی اے) کی ضرورت ہوتی ہے ، اور پھر موصولہ معلومات سے فیصلے کرتے ہیں۔ کچھ آلات میں ، جیسے ISL94203 ، ایک الگورتھم جو ڈیجیٹل طور پر انکوڈ ہوتا ہے وہ ایک چپ کے ساتھ اسٹینڈ اسٹون حل کے قابل بناتا ہے۔ کسی بھی MCU کے ساتھ ملاوٹ کرنے پر اسٹینڈ اسٹون سلوشنز بھی قیمتی ہوتے ہیں ، کیوں کہ اسٹینڈ اسٹون کی ریاستی مشین کو MCU گھڑی سائیکلوں اور میموری کی جگہ کو آزاد کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔
دوسرے بی ایم ایس بلڈنگ بلاکس
دوسرے باضابطہ بی ایم ایس بلاکس میں بیٹری کی توثیق ، ریئل ٹائم کلاک (آر ٹی سی) ، میموری ، اور گل داؤدی سلسلہ شامل ہوسکتا ہے۔ آر ٹی سی اور میموری کو بلیک باکس ایپلی کیشنز کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ آر ٹی سی کو ٹائم اسٹیمپ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے اور ڈیٹا کو اسٹوریج کرنے کے لئے میموری کا استعمال ہوتا ہے۔ اس سے صارف کو تباہ کن واقعہ سے پہلے بیٹری پیک کے سلوک کا پتہ چل جاتا ہے۔ بیٹری کی تصدیق کا بلاک BMS الیکٹرانکس کو کسی تیسری پارٹی کے بیٹری پیک سے منسلک ہونے سے روکتا ہے۔ وولٹیج کا حوالہ / ریگولیٹر بی ایم ایس سسٹم کے گرد پردیی سرکٹری کو طاقت بخشنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ آخر میں ، ڈیزی چین سرکٹری اسٹیک شدہ آلات کے مابین رابطے کو آسان بنانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ گل داؤدی چین بلاک آپٹیکل کپلرز یا دیگر سطح پر شفٹنگ سرکٹری کی ضرورت کی جگہ لے لیتا ہے۔
