BCU

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

  1. Gerilim ve Akım Seviyeleri:

    • Desteklenen maksimum ve minimum gerilim değerleri (mesela, 400V-800V).

    • Akım sensörlerinin çıkış aralığı.

  2. Termal Dayanıklılık:

    • BCU, -40 °C ile 85 °C arasında çalışabilecek şekilde tasarlanmalıdır.

  3. 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:

  1. Hücre Gerilim Sensörleri: Her bir hücrenin gerilimini izler.

  2. Hücre Dengeleme Devresi: Enerjiyi fazla dolu hücrelerden diğerlerine aktarır.

  3. 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.