1. BMU'nun Amaç ve İşlevleri

BMU, elektrikli araç bataryasının sağlığını ve performansını izlemek ve optimize etmek için tasarlanmıştır. Temel işlevleri şunlardır:

  • Batarya Sağlığını İzleme (SoH): Bataryanın genel durumu ve yaşlanma oranını analiz eder.

  • Şarj Durumu (SoC): Anlık şarj seviyesi ve enerji kapasitesi hesaplaması yapar.

  • Hata Algılama: Aşırı şarj, deşarj, akım veya sıcaklık gibi sorunları algılar ve raporlar.

  • Enerji Dengeleme: Batarya hücreleri arasındaki gerilim farklarını minimize ederek eşit enerji kullanımı sağlar.

2. BMU Devresi ve Gereksinimler

2.1 BMU Devresinin Temel Bileşenleri

  1. Mikrodenetleyiciler: İzleme ve kontrol algoritmalarını uygular.

  2. Analog-Dijital Dönüştürücüler (ADC): Batarya hücrelerinin gerilim, akım ve sıcaklık verilerini dijital sinyallere dönüştürür.

  3. Hücre Dengeleme Devresi: Pasif veya aktif dengeleme için kullanılan elektronik biledler.

  4. Sıcaklık ve Akım Sensörleri: Hücrelerin termal durumu ve enerji akışını izler.

  5. Haberleşme Modülü: Diğer sistemlerle veri transferi sağlar.

2.2 Gereksinimler

  1. Gerilim Aralığı: BMU, genellikle 48V ila 800V arasında gerilimleri destekler.

  2. Hassasiyet: Gerilim ve akım ölçümlerinde mikrovolt/miliamper seviyesinde hassasiyet.

  3. Termal Dayanıklılık: Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile 85°C arasında olmalıdır.

  4. Güvenlik Standartları: ISO 26262 gibi fonksiyonel güvenlik standartlarına uyum.

3. BMU Tasarımı İçin Müşteri Gereksinimleri

BMU tasarımında müşteriden alınması gereken bilgiler:

  • Batarya Tipi: Lityum-iyon, LFP veya diğer teknolojiler.

  • Gerilim ve Kapasite: Bataryanın nominal gerilim ve kapasitesi.

  • Hücre Sayısı ve Konfigürasyonu: Seri ve paralel hücre sayıları.

  • Haberleşme Protokolü: CAN, LIN veya Ethernet gereksinimleri.

  • Fiziksel Boyutlar: Mekanik yerleşim ve montaj detayları.

4. Giriş ve Çıkış Portları

4.1 Girişler

  1. Gerilim Sensörleri: Hücre gerilimlerini algılar.

  2. Sıcaklık Sensörleri: Hücrelerin termal durumunu izler.

  3. Akım Sensörleri: Bataryanın enerji akışını kontrol eder.

4.2 Çıkışlar

  1. Haberleşme Çıkışı: Araç kontrol ünitesine veri aktarımı.

  2. Uyarı Sinyalleri: LED veya sesli uyarı sistemleri.

  3. Hücre Dengeleme Kontrolleri: Dengeleme devrelerine komut.

5. Haberleşme Protokolleri

BMU, diğer sistemlerle haberleşmek için şu protokolleri kullanabilir:

  • CAN Bus: Yüksek güvenilirlik ve dayanıklılık.

  • LIN: Daha basit ve maliyet etkili uygulamalar.

  • Ethernet: Yüksek bant genişliği gereksinimleri için kullanılır.

6. Tasarım Şemaları ve Değişkenler

BMU tasarımında şu şemalar dikkate alınır:

  • Hücre İzleme Modülü: Her bir hücrenin gerilim ve sıcaklığı izlenir.

  • Dengeleme Devresi: Fazla dolu hücrelerin enerjisi direnç veya kapasitör yardımıyla boşaltılır veya diğer hücrelere aktarılır.

  • Ana Kontrol Modülü: Mikrodenetleyiciler, sensör verilerini toplar ve komutlar üretir.

7. Hesaplamalarda Kullanılan Formüller ve Yasalar

  1. Ohm Kanunu: Gerilim = Akım x Direnç (V = I × R)

  2. Enerji Hesaplaması: Enerji (Wh) = Gerilim (V) × Akım (A) × Zaman (saat).

  3. Hücre Dengeleme:

    • Pasif Dengeleme: Fazla enerjiyi dirençle boşaltma.

    • Aktif Dengeleme: Fazla enerjiyi diğer hücrelere transfer etme.