في مركبات الطاقة الجديدة الكهربائية، يعمل نظام إدارة البطارية (BMS) كحارس يحمي بصمت سلامة البطارية وأدائها. فهو يقوم برصد الجهد والتيار ودرجة الحرارة بدقة، ويمنع الشحن الزائد والتفريغ المفرط، ويعزز العمر الافتراضي من خلال تقنية التوازن الذكية. وتؤدي المحاثات دورًا لا غنى عنه في جوانب رئيسية لنظام إدارة البطارية مثل تحويل الطاقة، والترشيح، والتواصل المعزول، خاصةً في كبح الضوضاء، وتحويل الجهد، وسلامة الإشارة. ولذلك فإن اختيار المحث المناسب أمر بالغ الأهمية لتحسين سلامة وكفاءة المركبات الكهربائية.
1- التطبيق الرئيسي للمحاثات في نظام إدارة البطارية (BMS)
في نظام إدارة البطارية للمركبات، تُستخدم المحاثات بشكل أساسي في دوائر تحويل الطاقة، ودوائر التوازن، ودوائر الترشيح، مع تطبيقات ومطالب محددة كما يلي.
1.1 محول التيار المستمر-التيار المستمر (DC-DC Converter)
محول التيار المستمر (DC-DC) هو أحد الوحدات الأكثر شيوعًا في نظام إدارة البطارية (BMS). عادةً ما تتطلب الوحدات المختلفة داخل نظام إدارة البطارية (MCU، رقاقة AFE، مستشعر درجة الحرارة، مستشعر التيار، إلخ) جهود تيار مستمر منخفضة ومستقرة مختلفة (مثل 5 فولت، 3.3 فولت، 1.8 فولت، إلخ). يتم توليد هذه الجهود بواسطة محول التيار المستمر من جهد حافلة حزمة البطارية (جهد عالٍ) أو بطارية مساعدة منخفضة الجهد (12 فولت). في دوائر Buck/Boost، يكون الملف الحثي هو المكون الأساسي لتخزين الطاقة والترشيح. فهو يخزن الطاقة عندما يكون الترانزستور التبديل مفتوحًا، ثم يطلقها إلى المخرج عندما يكون الترانزستور مغلقًا، وبالتالي يحقق تحويل الجهد واستقراره.
إن اختيار قيمة الحث يؤثر بشكل مباشر على اهتزاز التيار وكفاءة التحويل والاستجابة العابرة. وتشمل متطلبات المحاثات الكهربائية في محولات Buck/Boost ما يلي: تيار مصنّف مرتفع، مقاومة تيار مستمر منخفضة، استقرار حراري جيد، وتصميم صغير الحجم.
1.2 دائرة التوازن النشط
تُحقِق دوائر التوازن النشطة التوازن في الشحن بين خلايا البطارية من خلال نقل الطاقة، وبالتالي تحسين كفاءة استخدام حزمة البطارية. في بعض أنواع التوبولوجيات للتوازن النشط، تُستخدم المحثات كوسيلة لنقل الطاقة. فتقوم المحثات بتخزين الطاقة وإطلاقها بالتناوب ضمن دورة تبديل لتحقيق انتقال الطاقة بين الخلايا أو بين الخلايا والناقل. كما تستخدم بعض المحولات المساعدة DC-DC في دوائر التوازن محثات من أجل التصفية.
تشمل متطلبات الأداء للمحثات في الدوائر المتزنة نشطًا بشكل أساسي التصغير، وانخفاض الفاقد، وارتفاع الكفاءة، وقيم الحث المناسبة والتيار التشبع، مع الوفاء بمتطلبات الأداء الخاصة بالسيارات مثل مدى درجة الحرارة الواسع ومقاومة الاهتزازات.
1.3 دائرة مرشح EMI/EMC
تُستخدم المحاثات التصفية في نظام إدارة البطارية (BMS) بشكل أساسي لتصفية مدخلات/مخرجات الطاقة أو تصفية خطوط الاتصال، وتُركَّب عند منافذ مدخلات/مخرجات الطاقة وواجهات خطوط الاتصال. تُستخدم محاثات النمط المشترك لقمع الضوضاء ذات النمط المشترك على خطوط الطاقة، وذلك لمنع الضوضاء الداخلية في نظام إدارة البطارية (BMS) من التداخل مع الأجهزة الأخرى أو لمنع الضوضاء الخارجية من الاقتران بنظام إدارة البطارية (BMS). وتُستخدم المحاثات ذات النمط التفاضلي لقمع الضوضاء ذات النمط التفاضلي على خطوط الطاقة.
يجب أن تستوفي المحاثات المستخدمة في مرشحات التداخل الكهرومغناطيسي/التوافق الكهرومغناطيسي (EMI/EMC) (النمط التفاضلي والنمط المشترك) الشروط التالية:
◾ خصائص المعاوقة: خصائص معاوقة جيدة عند الترددات العالية.
◾ التيار المقنن: أصغر نسبيًا من المحاثات الخاصة بالطاقة، ولكن أكبر من أقصى تيار تشغيل يمر عبر هذا الخط.
◾ تيار الاشباع: يجب أن تكون قادرة على تحمل التيارات العالية العابرة الممكنة (مثل انخفاض الحِمل المفاجئ) دون أن تصل إلى حالة الاشباع أو الفشل.
◾ نطاق التردد: يشمل نطاق الترددات الضوضائية الذي يجب قمعه.
تطبيق كوداكا المحثات في أنظمة إدارة البطاريات للسيارات
2- متطلبات المحثات في أنظمة إدارة البطاريات للسيارات
يجب أن تفي المحثات المستخدمة في أنظمة إدارة البطاريات للسيارات ليس فقط بالمتطلبات الأساسية للأداء مثل قيمة الحث والتيار والمقاومة والتردد، بل يجب أيضًا الامتثال للمعايير التالية الخاصة بفئة المعدات المستخدمة في صناعة السيارات:
◾ درجة حرارة التشغيل: من -40°م إلى +125°م، أو حتى أعلى، مع القدرة على التكيّف مع جميع البيئات التشغيلية الممكنة في المركبات.
◾ عالية الموثوقية: عمر المنتج (10-15 سنة أو أكثر)، مطابقة لمعايير AEC-Q200، ومقاومة قوية للاهتزاز والصدمات.
◾ المواصفات البيئية: مطابقة لمعايير RoHS وREACH، خالية من الهالوجين، وغيرها من المعايير البيئية.
◾ إمكانية التتبع: معتمدة ضمن نظام IATF16949، وتلبّي متطلبات إدارة سلسلة التوريد وجودة التتبع الصارمة في صناعة السيارات.
تختلف الدوائر المختلفة في نظام إدارة البطارية للسيارات عن بعضها البعض من حيث المتطلبات الخاصة بالمعايير الأساسية لأداء المحاثات (التيار التشبعي، مقاومة التيار المستمر DCR، المعاوقة عالية التردد، نطاق التصفية)، ولكن يجب أن تفي جميع التطبيقات بالمعايير الصارمة الخاصة بالمعدات ذات الجودة العالية للسيارات من حيث درجة الحرارة، والموثوقية، والخصائص الميكانيكية، والظروف البيئية (المطابقة للمواصفة AEC-Q200). عند اختيار المحاثات، من الضروري تقييم هذه المعايير الرئيسية بدقة بناءً على التطبيق المحدد وإجراء اختبارات وتحقق شامل لضمان أداء النظام الكامل لإدارة البطارية وموثquiته وسلامته.
3- توفر كوداكا محاثات عالية الأداء ومن الفئة الأوتوموتيفية لنظام إدارة البطارية للسيارات (BMS)
تُكرّس شركة كوداكا أكثر من 24 عامًا في البحث والتطوير في مجال المحاثات، وتوفّر لصناعة السيارات مجموعة متنوعة من المحاثات عالية الأداء ضمن سلسلة متعددة. وقامت كوداكا بتطوير العديد من السلسلات بشكل مستقل، بما في ذلك محاثات الطاقة المقولبة ذات الدرجة الخاصة بالسيارات، ومحاثات الطاقة عالية التيار ذات الدرجة الخاصة بالسيارات، ومحثيات الوضع المشترك ذات الدرجة الخاصة بالسيارات، لتلبية متطلبات التصميم في الإلكترونيات السيارات من حيث التصغير، والدمج، وانخفاض الفقد، والكفاءة العالية.
[انقر على الصورة لمعرفة المزيد حول الحثيات بجودة السيارات من كوداكا ]
3.1 محاثات طاقة عالية التيار من الدرجة الخاصة بالسيارات
تستخدم الملفات الحثية للتيار العالي من إنتاج كوداكا المستقلة مواد لب مغناطيسي منخفضة الفقد وتصميم ملف سلك مسطح، وتتميز بفقدان لب منخفض للغاية وخصائص اشباع لينة ممتازة، مما يمكنها من تحمل تيارات ذروة عابرة أعلى. ويمكن أن يصل التيار الأقصى للاشباع في الملف الحثي إلى 350 أمبير، مع نطاق حرارة تشغيل يتراوح بين -55°م إلى +155°م، لتلبية متطلبات البيئات الإلكترونية في السيارات التي تتسم بالتيار العالي ودرجات حرارة التشغيل المرتفعة. ويمكنها الحفاظ على ارتفاع طفيف في درجة الحرارة على سطح الملف الحثي أثناء تحمل تيار عالٍ لفترات طويلة، مما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في مختلف حلول التوصيف الطوبولوجي لأنظمة إدارة بطاريات السيارات (BMS).
المنتجات الموصى بها: VSRU / VSBX / VPRX ومسلسلات أخرى.
3.2 ملفات حثية مقولبة من الدرجة الصناعية للسيارات
تُستخدم مُحَثّات القالب المطورة ذاتيًا من Codaca للسيارات تقنيات وعمليات مبتكرة، بما في ذلك مواد لب منخفضة الفقد وتصميم جديد للموصلات. وهذا يقلل بشكل كبير من حجم المحث وفُقده، مع تحسين الموثوقية. كما يحل هذا المشكلات التقنية مثل تشوه اللفائف وتشققاتها أثناء عملية صب المحث. ويؤدي إلى خفض إجمالي الفواقد في محثوط القالب للسيارات بأكثر من 30٪، ويتيح درجة حرارة تشغيل تصل إلى 165°م، ويحقق كفاءة طاقة تصل إلى 98٪، ما يحسن بشكل فعّال من موثوقية نظام إدارة البطارية (BMS) وكفاءة التحويل من التيار المستمر إلى التيار المستمر (DC-DC).
موصى به منتجات : VSAB / VSEB / VSEB-H / VPAB ومسلسلات أخرى.
3.3 محاثات وضع مشترك من الدرجة الصناعية للسيارات
تتميز مقاومة التداخل المشتركة من الدرجة الصناعية للسيارات من Codaca بخصائص ارتفاع المعاوقة، مما يكبح بشكل فعال الضوضاء المشتركة. وبفضل حجمها الصغير وتصميمها المنخفض، فهي مناسبة لتكنولوجيا التركيب السطحي، وتلبّي متطلبات التصغير في الإلكترونيات السيارات؛ كما تتمتع بموثوقية عالية، ودرجة حرارة تشغيل: -40℃ ～ +125℃ / -55℃~+150℃، وتمنع بشكل فعّال التدخل الناتج عن الضوضاء المشتركة في خطوط الطاقة المستمرة، خصوصًا في دوائر مثل محولات DC-DC في مركبات الطاقة الجديدة وأنظمة إدارة البطاريات (BMS)، مما يقلل بشكل فعّال من تأثير التداخل الكهرومغناطيسي على استقرار النظام.
المنتجات الموصى بها: VSTCB / VCRHC / VSTP ، وسلسلة أخرى.
EN