
1. BCU’nun Temel Amaçları
BCU, elektrikli araç bataryasının durumunu izleyerek ve kontrol ederek şu kritik işlevleri yerine getirir:
Hücre Dengeleme: Seri bağlı batarya hücrelerinin gerilim farkını minimize ederek uzun ömür ve verimlilik sağlar.
Durum Takibi (SoC ve SoH): Bataryanın şarj durumu (State of Charge, SoC) ve sağlık durumu (State of Health, SoH) analiz edilir.
Güvenlik ve Koruma: Aşırı şarj, aşırı deşarj, aşırı akım ve sıcaklık gibi durumlardan bataryayı korur.
Enerji Optimizasyonu: Bataryanın enerjisi maksimum verimle kullanılır.
2. Devre Oluşumu ve Gereksinimler
2.1 BCU Devresinin Temel Bileşenleri
Mikrodenetleyici veya Mikroİşlemci: Verilerin işlenmesi ve kontrol algoritmalarının uygulanması.
Analog-Dijital Dönüştürücüler (ADC): Batarya hücrelerinin gerilim ve akım bilgilerini dijital verilere çevirir.
Hücre Dengeleyici Modüller: Pasif veya aktif dengeleme devreleri.
Isı ve Akım Sensörleri: Bataryanın ısı ve akım durumunu izler.
Haberleşme Modülü: BCU’nun ana kontrol ünitesi veya diğer sistemlerle haberleşmesini sağlar.
2.2 Gereksinimler
Gerilim ve Akım Seviyeleri:
Desteklenen maksimum ve minimum gerilim değerleri (mesela, 400V-800V).
Akım sensörlerinin çıkış aralığı.
Termal Dayanıklılık:
BCU, -40 °C ile 85 °C arasında çalışabilecek şekilde tasarlanmalıdır.
Güvenlik Standartları:
ISO 26262 gibi fonksiyonel güvenlik standartlarına uyum.
3. Farklı Araçlardaki Koşullara Göre Değişiklikler
Binek Araçlar: Kompakt ve düşük maliyetli tasarımlar tercih edilir.
Otobüs ve Kamyonlar: Daha büyük enerji depolama sistemleriyle uyumlu yüksek kapasiteli dengeleme modülleri gerekir.
Endüstriyel Araçlar: Daha dayanıklı ve titreşime dayanıklı biledler gerektirir.
4. Tasarım Şemaları ve Giriş-Çıkış Portları
4.1 BCU Tasarım Şeması
Tipik bir BCU tasarımı şu elemanlardan oluşur:
Hücre Gerilim Sensörleri: Her bir hücrenin gerilimini izler.
Hücre Dengeleme Devresi: Enerjiyi fazla dolu hücrelerden diğerlerine aktarır.
Ana Kontrol Ünitesi: Mikrodenetleyici işlevi görerek, verileri toplar ve karar alır.
4.2 Giriş ve Çıkış Portları
Girişler:
Gerilim ve akım algılama sensörlerinden gelen sinyaller.
Sıcaklık sensörleri.
Çıkışlar:
Araçın ana kontrol ünitesine veri.
Uyarı sinyalleri (LED veya sesli uyarılar).
5. Haberleşme Protokolleri
BCU, diğer sistemlerle haberleşmek için genellikle şu protokolleri kullanır:
CAN Bus (Controller Area Network): Endüstriyel standart.
LIN (Local Interconnect Network): Daha basit uygulamalarda.
Ethernet: Daha hızlı veri transferi gerektiren sistemlerde.