Hệ Thống Điều Khiển Pin Cao Áp là một phần quan trọng trong các xe ô tô điện hiện đại, giúp quản lý và điều chỉnh hiệu suất của pin cao áp. Trong hệ thống này, cụm cầu chì, relay và cụm theo dõi cell pin CMU đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn của pin cao áp. Bằng cách kết hợp giữa các thành phần này, hệ thống điều khiển pin cao áp có thể kiểm soát dòng điện, bảo vệ pin khỏi quá tải và theo dõi trạng thái của từng cell pin một cách chính xác. Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của hệ thống này và vai trò của từng thành phần, chúng ta cần đi sâu vào từng chi tiết của cụm cầu chì, relay và cụm theo dõi cell pin CMU.
Xem thêm: Bài liên quan Pin ô tô
I – Cụm cầu chì và relay:
Nằm trong hệ thống pin, có chức năng bảo vệ bộ pin cao áp và mạch điện cao áp không bị hư hỏng khi có sự ngắn mạch trong hệ thống.
Thông số của cầu chì trong hệ thống Pin cao áp
| Cầu chì | Thông số |
| Điện áp định mức (V) | 850 (DC) |
| Dòng điện định mức (A) | 500 |
| Điện trở (ohm) | =< 1 [20 độ C (68 độ F)] |
Cụm Relay nguồn (PRA) được lắp đặt trong hệ thống Pin cao áp và nó bao gồm Main Relay (+), (-), Relay sạc sơ cấp, Điện trở sạc sơ cấp và cảm biến dòng Pin cao áp. Nó On/Off và điều khiển điện áp cao giữa bộ Pin cao áp và bộ nối điện cao áp dựa trên tín hiệu điều khiển của BMU
Cụm cầu chì và Relay trong hệ thống Pin cao áp
Thông số Main Relay
| Main Relay | Thông số |
| Điện áp định mức (V) | 12 (DC) |
| Điện áp công tác | 0.5-9 |
| Điện trở cuộn dây (ohm) | 21.6-26.4 [20 độ C (68 độ F)] |
Thông số Pre – Charge Relay
| Pre – Charge Relay | Thông số |
| Loại | Điện từ |
| Điện áp định mức (V) | 1000 |
| Dòng điện định mức (A) | 20 |
II – Cụm theo dõi Cell pin CMU:
1. Cảm biến đo điện áp và nhiệt độ Module:
– Cảm biến điện áp: Theo dõi điện áp từng Module trong hệ thống pin cao áp và đồng thời gửi tín hiệu điện áp về CMU.
– Cảm biến nhiệt độ: Có 2 cảm biến nhiệt độ trên mỗi Module. Cảm biến nhiệt độ cells thực chất là loại nhiệt điện trở dương, nghĩa là nhiệt độ càng cao, trị số điện trở càng lớn, ngược lại, nhiệt độ càng thấp, trị số điện trở càng thấp. Sự thay đổi về giá trị điện trở của nhiệt điện trở này được sử dụng để giám sát các thay đổi về nhiệt độ của từng cell pin và gửi tín hiệu điện áp về CMU.
A – Cảm biến nhiệt độ Module B -Cảm biến điện áp Module
Thông số cảm biến nhiệt độ Module
| Nhiệt độ | Điện trở (KΩ) | Sự sai lệch | |
| C | F | ||
| -40 | -40 | 214.8 | -1.4 |
| -30 | -22 | 122 | -1.4 |
| -20 | -4 | 72.04 | -1.2 |
| -10 | 14 | 44.09 | -1.2 |
| 0 | 32 | 27.86 | -1 |
| 10 | 50 | 18.13 | -0.8 |
| 20 | 68 | 12.12 | -0.8 |
| 30 | 86 | 8.3 | -0.8 |
| 40 | 104 | 5.81 | -1 |
| 50 | 122 | 4.14 | -1.2 |
| 60 | 140 | 3.01 | -1.6 |
| 70 | 158 | 2.23 | -1.8 |
2. Bộ theo dõi CMU:
Theo dõi, quản lí một cụm cell (6 cells). Các bộ theo dõi Module được mắc nối tiếp nhau và nối tiếp với hệ thống quản lí pin (BMU), có chức năng nhận tín hiệu điện áp từ các cảm biến nhiệt độ và cảm biến điện áp, xử lí các tín hiệu và gửi về tín hiệu về BMU.
Vị trí bộ theo dõi CMU
Sơ đồ tín hiệu của bộ theo dõi CMU
Thông số bộ theo dõi CMU
| CMU | Thông số |
| Điện áp công tác (V) | 9-60 |
| Nhiệt độ công tác [độ C (độ F)] | -35 – 75 (-31 – 1670) |
| Điện trở cách điện (MΩ) | 10 ( tại điện áp 2kV) |
3. Bộ quản lí pin cao áp BMU:
Bộ quản lý Pin cao áp BMU
Sơ đồ hoạt động của BMU
Chức năng của bộ quản lý pin cao áp BMU
| Chức năng | Mục tiêu |
| Quản lí pin thông qua bộ CMU | Quản lí điện áp, dòng điện và nhiệt độ của hệ thống pin thông qua hệ thống CMU, duy trì điện áp của các cell luôn luôn bằng nhau. |
| Tính toán SOC và SOH giao tiếp với VCU | Đo điện áp, dòng điện và nhiệt độ của pin để tính toán tình trạng sạc (SOC) của pin. Sau đó, gửi tín hiệu này cho VCU để quản lí tình trạng xả và sạc của pin |
| SOC nên thay đổi trong khoảng 2.5% đến 95%. | |
| Giá trị SOH dùng để ước tính tuổi thọ của pin. | |
| Giới hạn công suất | Để bảo vệ pin, giá trị công suất vào và công suất ra luôn được tính toán trong mọi chế độ làm việc. Giá trị này sau đó được gửi đến VCU. |
| Ước tính công suất hiện tại của pin để bảo vệ pin không bị sạc quá mức hay xả quá mức, tăng tuổi thọ của pin. | |
| Chẩn đoán | Chẩn đoán các lỗi hệ thống pin, theo dõi và lưu dữ liệu lỗi. |
| Điều chỉnh giới hạn đầu ra theo mức độ an toàn | |
| Điều khiển relay chính để ngăn ngừa các vấn đề an toàn khi điều khiển phương tiện hay sự lão hoá của ắc quy | |
| Điều khiển hệ thống làm mát và sấy Pin | Kiểm soát nhiệt độ pin sao cho pin đạt được hiệu suất cao nhất |
| Cung cấp và ngắt điện cho bộ phận PE thông qua mạng CAN. | |
| Ngăn chặn các vấn đề về an toàn khi có sự cố trong hệ thống điện áp cao | |
| Giao tiếp với bộ AVN | Gửi tín hiệu ra màn hình AVN để thông tin về tình trạng Pin thông qua mạng CAN |
| Giao tiếp với ICCU | Thông báo về tình trạng Pin để ICCU điều khiển hệ thống sạc phù hợp |
| Điều khiển sạc DC | Điều khiển quá trình sạc DC thông qua điều các Relay Quick charge DC và Main Relay |
Thông số bộ quản lý Pin cao áo BMU
| BMU | Thông số |
| Điện áp công tác (V) | 9-60 |
| Nhiệt độ công tác [độ C (độ F)] | -35 – 75 (-31 – 1670) |
| Điện trở cách điện (MΩ) | 10 ( tại điện áp 2kV) |
Sơ đồ nguyên lý đóng/ngắt điện cao áp
BMU nhận tín hiệu điện áp từ cảm biến dòng điện sau đó điều khiển bộ Relay (PRA) ngắt dòng điện ra các bộ nối điện cao áp trước và sau khi dòng điện vượt quá tải. Ngoài ra BMU còn ngắt điện dựa theo tín hiệu từ công tắc an toàn khi kĩ thuật viên bật công tắc để phục vụ cho sửa chữa.
– PRA hoạt động như sau:
Khi đóng cho dòng điện đi qua: đầu tiên Main Relay (-) ON, Pre – Charge Relay ON, sau đó Main Relay (+) ON, Pre – Charge Relay OFF, dòng điện đi qua Main Relay.
Khi ngắt dòng điện: Main Relay (+) (-) OFF.
Việc cho dòng điện đi qua Pre – Charge Relay trước để sạc cho tụ điện, giúp bảo vệ các linh kiện khỏi sự hư hỏng của dòng điện cao áp tăng một cách đột ngột.
Trong kết luận, hệ thống điều khiển pin cao áp là một phần không thể thiếu trong các xe ô tô điện hiện đại, giúp quản lý và điều chỉnh hiệu suất của pin cao áp một cách hiệu quả. Cụm cầu chì, relay và cụm theo dõi cell pin CMU đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn của pin, đồng thời giúp tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ của pin. Việc hiểu rõ về cách hoạt động của từng thành phần trong hệ thống này là cực kỳ quan trọng để bảo đảm sự ổn định và an toàn của xe ô tô điện.
