Thiết kế, chế tạo mạch cân bằng cho 12 cell nối tiếp trong bộ pin của máy đẩy Cuda M1200

Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH CÂN BẰNG CHO 12 CELL NỐI TIẾP<br /> TRONG BỘ PIN CỦA MÁY ĐẨY CUDA M1200<br /> Trịnh Đình Cường1*, Nguyễn Văn Khôi2, Trần Ngọc Lâm2, Phạm Sơn Tùng1<br /> Tóm tắt: Bài báo thực hiện việc thiết kế, chế tạo mạch cân bằng điện áp cho các<br /> bộ pin gồm 12 cell Li-ion ghép nối tiếp dùng trong khối pin của máy đẩy Cuda<br /> M1200. Với mục tiêu là tăng độ an toàn và sử dụng hiệu quả cho các khối pin Li-<br /> ion nói riêng, bài báo tạo tiền đề cho việc mở rộng nghiên cứu ứng dụng các hệ<br /> thống quản lý, giám sát và bảo vệ các khối pin nói chung trong các trang thiết bị khí<br /> tài quân sự hiện nay.<br /> Từ khóa: Hệ thống quản lý pin; Quản lý cell; Bảo vệ cell Li-ion; Cân bằng cell Li-ion.<br /> <br /> 1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Ngày nay, pin Lithium-ion (Li-ion) là loại pin sạc được sử dụng phổ biến nhất trong các<br /> thiết bị điện cầm tay, bởi mật độ năng lượng cao, số lần sạc lớn và tỷ lệ tự xả thấp. Bằng<br /> cách ghép nối tiếp hoặc song song nhiều cell Li-ion với nhau, tạo nên các bộ pin với điện áp<br /> và dung lượng lớn, dùng cho các loại xe điện, xe máy điện và ô tô điện. Pin Li-ion đã và<br /> đang được chú trọng phát triển nhiều trong quân đội, ứng dụng cho các loại máy thông tin,<br /> phương tiện di chuyển chạy điện trên mặt đất, dưới nước và làm nguồn riêng cung cấp điện<br /> cho một số loại vũ khí trang bị và khí tài đặc chủng như ngư lôi, thủy lôi,... Một trong những<br /> vấn đề quan trọng nhất của pin Li-ion là độ an toàn, do pin Li-ion chứa dung dịch điện ly dễ<br /> cháy, lại được nén dưới áp suất cao nên nó trở lên đặc biệt nguy hiểm khi bị rò rỉ hoặc sạc,<br /> xả với dòng điện lớn. Nhiều trường hợp cháy nổ đã xảy ra khi sử dụng pin Li-ion.<br /> Để tăng độ an toàn và kéo dài thời gian sử dụng hiệu quả của một khối pin Li-ion, các hệ<br /> thống quản lý pin (Battery Management Systems – BMS) được sử dụng kết hợp với bộ pin để<br /> thực hiện nhiệm vụ giám sát, quản lý và bảo vệ toàn bộ khối pin và từng cell Li-ion bên trong<br /> khối pin đó. Để thực hiện các chức năng trên, một hệ thống quản lý pin thường gồm các khối<br /> chức năng như bảo vệ, giám sát, cân bằng cell và truyền thông. Các bộ pin Li-ion đang sử<br /> dụng hiện nay mới chỉ dừng ở chức năng bảo vệ, giám sát và truyền thông đối với cả khối pin.<br /> Do sự sai khác nhau về thành phần hóa học, bản thân các cell Li-ion cùng loại cũng có sự sai<br /> khác nhau về đặc tính điện. Khi ghép nối tiếp, song song nhiều cell, khối pin sẽ xuất hiện sự<br /> mất cân bằng giữa các cell và nhóm cell bên trong. Đặc biệt, khi sạc cho nhiều cell ghép nối<br /> tiếp, sẽ xuất hiện việc một 1 cell đã được sạc đầy trong khi cell bên cạnh vẫn chưa được sạc<br /> đầy, hoặc việc 1 cell bị xả quá ngưỡng trong khi cell kia vẫn đang xả. Nếu sự chênh lệnh điện<br /> áp giữa 2 cell liên tiếp lớn, dòng điện sạc cho cả khối pin vẫn được duy trì ở mức cao để sạc<br /> đầy cho các cell khác. Khi đó, cell đã sạc đầy vẫn có dòng điện sạc đi vào, gây ra hiện tượng<br /> quá áp và làm cho nhiệt độ cell tăng lên, điều này hết sức nguy hiểm khi khối pin được đặt bên<br /> trong hộp kín, không có khả năng đo kiểm điện áp và nhiệt độ bên trong khối pin.<br /> Việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mạch cân bằng cell không chỉ giúp khối pin an<br /> toàn hơn, chu kỳ sống dài hơn mà còn giúp cho thiết bị sử dụng pin đó an toàn, kéo dài<br /> thời gian sử dụng hiệu quả. Đặc biệt là các thiết bị quân sự phục vụ cho huấn luyện, diễn<br /> tập và chiến đấu của bộ đội. Bài báo này trình bày một phương pháp thiết kế, chế tạo mạch<br /> cân bằng cell dùng cho các khối pin gồm nhiều cell Li-ion mắc nối tiếp nhau.<br /> 2. NỘI DUNG<br /> 2.1. Cân bằng cell là gì<br /> Cân bằng cell là một kỹ thuật trong đó mức điện áp của từng cell riêng lẻ ghép nối tiếp<br /> trong 1 khối pin được duy trì bằng nhau để khối pin đó đạt được hiệu quả sử dụng cao<br /> <br /> <br /> 222 T. Đ. Cường, …, P. S. Tùng, “Thiết kế, chế tạo mạch cân bằng … máy đẩy Cuda M1200.”<br /> Thông tin khoa học<br /> học công nghệ<br /> <br /> nhất.<br /> nh ất. Thông th thường<br /> ờng khi sạc hoặc xả 1 khối pin, điện áp của từng cell bbên ên trong có xu<br /> hướng thay đổi do nhiều lý do, vvàà sự<br /> hướng sự thay đổi mức điện áp nnày ày làm mmất<br /> ất cân bằng giữ các<br /> cell. Khi đó, kh<br /> cell. khối<br /> ối pin sẽ bị quá nhiệt tại cell, suy giảm chất llượng ợng của cell, không sạc đầy<br /> và không ssử ử dụng đẩy đủ điện áp của khối pin. Do đó, để sử dụng khối pin với hiệu quả<br /> cao nh<br /> nhất<br /> ất thì<br /> thì bắt<br /> bắt buộc phải có cân bằng cell đi kkèm. èm.<br /> Nguyên lý th thực<br /> ực hiện cân bằng cell là bbỏ ỏ qua một vvàiài cell trong quá trình ssạc,<br /> ạc, xả, bằng<br /> cách nnối<br /> ối song song với các cell đó bằng một mạch FET vvàà đi điều<br /> ều khiển bằng thuật toán so<br /> sánh điđiện<br /> ện áp đầu ra với điện áp ng ngưỡng<br /> ỡng ban đầu. Căn cứ kết quả so sánh để điều khiển<br /> đóng, mởmở mạch FET vvàà th ực hiện<br /> thực h ện việc bỏ qua cell đđãã đầyầy hoặc cạn. Khi đó ddòng òng đi<br /> điện<br /> ện chỉ<br /> chạy qua mạch FET vvàà cell đó đư<br /> chạy đượcợc bảo vệ.<br /> Các nguyên nhân gây ra m mấtất cân bằng cell [1] gồm:<br /> gồm:<br /> -MMấtất cân bằng trong quá tr trình<br /> ình ssạc:<br /> ạc: do các cell đđược<br /> ợc sạc với các mức trạng thái sạc<br /> khác nhau.<br /> - Khác nha<br /> nhauu vvềề dung llư ợng của từng cell: th<br /> ượng thường<br /> ờng khoảng 1% đến 2% dung llượng ợng đối<br /> với<br /> ới các biến thể cell giống nhau.<br /> - Khác nhau vvềề trở kháng của từng cell: gây ra sự khác nhau về điện áp khi ddòng òng xxạc<br /> ạc vvàà<br /> dòng xxảả thực hiện.<br /> - Hi<br /> Hiện<br /> ện tư<br /> tượng<br /> ợng nhiệt cục bộ: llàmàm suy gi giảm<br /> ảm một số cell nhanh hơn cell khác.<br /> Hiện nay, nhiều kỹ thuật khác nhau đđư<br /> Hiện ược<br /> ợc sử dụng để cân bằng điện áp của các cell Li Li--<br /> ion ghép nnốiối tiếp, tùy<br /> tùy thu<br /> thuộc<br /> ộc vào<br /> vào các tiêu chí vvềề hiệu quả, loại hhình<br /> ình sử<br /> sử dụng, chi phí, kích<br /> thước mạch m<br /> thước mà lựa<br /> ựa chọn kỹ thuật ttương ương ứng. Trong phạm vi nghiên ccứu ứu này,<br /> này, bài báo chchỉỉ<br /> tập<br /> ập trung vvào<br /> ào kỹ<br /> kỹ thuật cân bằng cell thụ động cho các cell ghép nối tiếp.<br /> 2.2. KKỹỹ thuật cân bằng cell thụ thụ động<br /> Kỹỹ thuật cân bằng cell thụ động llàà kkỹ ỹ thuật cân bằng đđơn ơn gi<br /> giản<br /> ản nhất trong tất cả, nó<br /> được sử dụng trong những thiế<br /> được thiếtt kkếế có sự giới hạn về kích th thước,<br /> ớc, chi phí vvàà yêu ccầu<br /> ầu về<br /> dòng cân bbằng,<br /> ằng, thời gian cân bằngbằng.. KỹKỹ thuật cân bằng thụ động gồm có 2 ph phương<br /> ương pháp ssử ử<br /> dụng<br /> ụng chính sau:<br /> 2.2.1. SSạc<br /> ạc qua điệnện trở Shunt<br /> Phương pháp này ssử ử dụng một điện trở Shunt llàm àm tải<br /> tải giả để xả điện áápp dư khi cell đđầy<br /> ầy<br /> và cân bbằng<br /> ằng nó với các cell khác. Điện trở Shunt nnày ày được<br /> được gọi llàà đi<br /> điện<br /> ện trở bỏ qua (hay điện<br /> trở<br /> ở cân bằng). Mỗi cell mắc nối tiếp trong 1 khối pin có một điện trở cân bằng ri riêng<br /> êng và<br /> được nối qua một Mosfet nh<br /> được nhưư hình<br /> hình 1.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Mạch<br /> Mạch cân bằng sử dụng điện trở bỏ qua.<br /> Bộ<br /> ộ điều khiển cân bằng sẽ th thường<br /> ờng xuy<br /> xuyên<br /> ên đo đi<br /> điện<br /> ện áp của từng cell vvàà sẽ<br /> sẽ bật Mosfet<br /> cho cell có đi<br /> điện<br /> ện áp cao hhơn<br /> ơn các cell khác. Khi Mosfet đưđược<br /> ợc bật, cell đó bắt đầu phóng<br /> <br /> <br /> Tạp<br /> ạp chí Nghi<br /> Nghiên<br /> ên cứu<br /> cứu KH&CN quân<br /> uân sự,<br /> sự, Số 61<br /> 61, 6 - 2019<br /> 20 223<br />  Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> điện qua các điện trở cân bằng. Dựa vào giá trị điện trở cân bằng, có thể tính được<br /> dòng tiêu tán của cell đó. Ngoài ra, còn sử dụng một tụ để lọc các xung điện áp cao<br /> trong quá trình chuyển đổi.<br /> Phương pháp trên có một nhược điểm là phần lớn dòng xả trên Mosfet được tích hợp<br /> vào IC điều khiển, dễ gây hỏng IC và do đó phải giới hạn dòng xả ở giá trị thấp và do đó<br /> làm tăng thời gian xả. Một cách khắc phục nhược điểm này là sử dụng IC cân bằng cell kết<br /> hợp với Mosfet ngoài để dẫn dòng xả chạy chỉ chạy qua điện trở cân bằng, không làm<br /> hỏng IC cân bằng như hình 2.<br /> 2.2.2. Các IC cân bằng cell thụ động<br /> Phương pháp này sử dụng các IC có chức năng cân bằng cell bên trong, phối với với<br /> một mạch cân bằng ngoài để bảo vệ IC và tăng tốc độ cân bằng nhanh hơn.<br /> Trong hình 2, Mosfet kênh P được tích hợp sẵn ở bên trong IC cân bằng, bình thường<br /> Mosfet Q1 sẽ được kích hoạt bởi IC khi kết nối với cell. Khi đó cell sẽ xả điện thông qua<br /> R1, R2, giá trị R2 được lựa chọn sao cho với 1 giá trị dòng điện xả nào đó, điện áp rơi trên<br /> đó đủ để kích hoạt Mosfet kênh N, khi đó điện áp cell đạt điện áp ngưỡng thiết lập ban đầu<br /> để cân bằng cell. Khi đó Mosfet Q2 được bật, dòng điện bây giờ sẽ chạy qua điện trở cân<br /> bằng R_Bal. Giá trị R_Bal được lựa chọn thấp và chịu công suất lớn để có thể cho dòng<br /> điện xả lớn đi qua, và do đó, cell sẽ xả điện nhanh hơn, thời gian cân bằng ngắn hơn.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Mạch cân bằng sử dụng IC cân bằng cell thụ động.<br /> Khi điện áp cell nhỏ hơn điện áp ngưỡng, thì hết cân bằng cell, lúc này Mosfet Q2 bị<br /> tắt bởi IC, dòng điện xả của cell sẽ lại chay qua R1 và R2. Khi đó Mosfet Q1 bị tắt và<br /> dòng điện cân bằng bị ngắt.<br /> Hiện nay, giải pháp cân bằng cell thụ động bằng IC chuyên dụng gồm 2 loại: loại IC<br /> chỉ có 1 chức năng cân bằng cell và loại IC tích hợp nhiều chức năng quản lý pin, trong đó<br /> đó chức năng cân bằng cell bên trong, tùy theo ứng dụng cụ thể mà sử dụng loại IC tương<br /> ứng. Trong hầu hết trường hợp, ứng dụng đã yêu cầu cân bằng cell thì thường yêu cầu cả<br /> các chức năng về quản lý, giám sát và bảo vệ toàn bộ khối pin. Do đó, việc sử dụng các IC<br /> quản lý pin nói chung thường được ưu tiên lựa chọn hơn trong các thiết kế liên quan pin<br /> Phương pháp sử dụng các IC cân bằng cell được sử dụng nhiều nhất trong kỹ thuật cân<br /> bằng cell thụ động, nhờ tính đơn giản, chi phí thấp và đặc biệt phù hợp cho những thiết bị,<br /> khối pin yêu cầu giới hạn kích thước mạch cân bằng cell. Lúc này, thay vì thiết kế, tính<br /> toán rất nhiều về phần cứng, chúng ta sử dụng vài IC chuyên dụng có sẵn của các hãng<br /> nổi tiếng như Texas, Seiko, Linear, Intersil,... để xây dựng nên các mạch cân bằng cell<br /> <br /> <br /> <br /> 224 T. Đ. Cường, …, P. S. Tùng, “Thiết kế, chế tạo mạch cân bằng … máy đẩy Cuda M1200.”<br /> Thông tin khoa học<br /> học công nghệ<br /> <br /> tương ứng, ngưngưỡng<br /> ỡng điện áp cân bằng đđược<br /> ợc đặt bằng phần mềm. Các IC nnày ày có thể sử dụng<br /> kết<br /> ết hợp kiểu xếp tầng để giám sát nhiều cell ccùng<br /> ùng lúc và do dó ti<br /> tiết<br /> ết kiệm thời gian vvàà chi<br /> phí phát tri<br /> triển.<br /> ển.<br /> 33. THIẾT<br /> THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH CÂN BẰNG CHO 12 CELL NỐI TIẾP TRONG<br /> BỘ<br /> Ộ PIN C<br /> CỦA<br /> ỦA MÁY ĐẨY CUDA M1200<br /> 3.1. Xác đ định<br /> ịnh yêu<br /> yêu cầu<br /> cầu bbài<br /> ài toán<br /> Bộ ộ pin của Máy đẩy Cuda M1200 đđãã ch chếế tạo cấu trúc llàà 12S12P, ggồm ồm 12 pack cell<br /> ghép song song, m mỗi<br /> ỗi pack cell ghép nối tiếp 12 cell Li Li-ion,<br /> ion, cell Li<br /> Li-ion<br /> ion sửsử dụng llàà lo<br /> loại<br /> ại<br /> NCR18650B, ddải ải điện áp hiệu dụng 2,5 – 4,2V. Đ Đểể đảm bảo an to toàn,<br /> àn, khối<br /> khối pin sẽ đđư ược<br /> ợc<br /> thiết kế tích hợp với hệ thống quản lý pin BMS gồm các mạch giám sát (d<br /> thiết (dòng<br /> òng điện,<br /> điện, điện<br /> áp và nhiệt<br /> nhiệt độ), mạch bảo vệ (quá ddòng òng xxả,<br /> ả, quá dòng<br /> dòng sạc,<br /> sạc, quá áp, áp thấp, quá nhiệt, ddưới ới<br /> nhiệt), mạch cân bằng cell vvàà mạch<br /> nhiệt), mạch truy<br /> truyền<br /> ền thông.<br /> Trong ph phạm<br /> ạm vi bbài<br /> ài báo này, chúng tôi ch chỉỉ trình<br /> trình bày vềvề việc thiết kế, chế tạo mạch cân<br /> bằng<br /> ằng cell cho các pack pin gồm 12 cell ghép nối tiếp, mỗi cell đđược ợc nối với 1 mạch cân<br /> bằng<br /> ằng ri riêng.<br /> êng.<br /> Mạch cân bằng cell cần đạt các thông số nh<br /> Mạch như ư sau:<br /> - Ngưỡn<br /> Ngưỡng g điện<br /> điện áp mất cân bằng cell llàà 50mV khi ssạc ạc<br /> - Dòng cân bbằngằng cell llàà 50mA ttại<br /> ại 4,1V khi sạc<br /> 3.2. Tính toán, thi thiết<br /> ết kế mạch cân bằng cell<br /> Do khối<br /> khối pin đư<br /> được<br /> ợc thiết kế, chế tạo theo kích th thư<br /> ước<br /> ớc có sẵn bbên<br /> ên trong thân máy đđẩy, ẩy, nnên<br /> ên<br /> vịị trí lắp đặt các cell Li Li-ion<br /> ion gần<br /> gần như<br /> như không thay đđổi ổi đư<br /> được,<br /> ợc, vì<br /> vì vvậy<br /> ậy yêu<br /> yêu cầu<br /> cầu chung đối với<br /> toàn bbộ ộ hệ thống mạch BMS llàà phải phải nhỏ gọn; khi lắp vvào ào không thay đđổiổi kết cấu của đđãã có<br /> của<br /> ủa bộ pin; vvàà thu<br /> thuận<br /> ận tiện vvàà giảm<br /> giảm chi phí trong thiết kế, sửa chữa vvàà phát triển triển sau này.<br /> này.<br /> Trên cơ ssở ở đó, nhóm nghi<br /> nghiênên cứu<br /> cứu lựa chọn sử dụng IC chuy chuyên<br /> ên ddụng<br /> ụng quản lý, kiểm soát pin<br /> của<br /> ủa hhãngãng Texas, BQ76940 [4], [4], một<br /> một IC nnày<br /> ày có ththểể quản lý tối đa 15 cell nối tiếp, vvàà thực<br /> thực hiện<br /> quản lý cân bằng cell theo từng nhóm 5 cell li<br /> quản liên<br /> ên tiếp.<br /> tiếp. Các thông số thiết lập ban đầu vvàà các<br /> giá trtrị đo (điện<br /> (điện áp và<br /> và nhi<br /> nhiệt<br /> ệt độ), thông tin trạng thái của từng cell, của cả pack cell đều đđư ược<br /> ợc<br /> lưu tr trữ<br /> ữ trong các thanh ghi bbên ên trong. Thông tin trong các thanh ghi này đư được<br /> ợc cập nhật vvàà<br /> đọc,<br /> ọc, ghi theo thuật toán đđãã có trong Vi đi điều<br /> ều khiển thông qua giao tiếp I2C.<br /> Trong thiết<br /> Trong thiết kế này,<br /> này, nhóm nghiên ccứu ứu sử dụng vi điều khiển MSP430G2553 giao tiếp<br /> với<br /> ới BQ76940 để để ghi/đọc dữ liệu từ các thanh ghi; tính toán, llưu ưu tr<br /> trữ<br /> ữ dữ liệu vvàà truy<br /> truyền<br /> ền thông<br /> kết<br /> ết quả quản lý pin với máy tính hoặc mạch quản lý khác. Khi đó, bộ pin máy đẩy cần sử<br /> dụng<br /> ụng nhiều mạch quản lý pin BQ76940 BQ76940--MSP430G2553<br /> MSP430G2553 xxếp ếp chồng nhau để quản lý tới<br /> từng<br /> ừng cell Li Li-ion<br /> ion bên trong bbộ ộ pin.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Mạch<br /> ạch cân bằng ngo<br /> ngoài<br /> ài kênh P [3]<br /> [3]..<br /> <br /> <br /> Tạp<br /> ạp chí Nghi<br /> Nghiên<br /> ên cứu<br /> cứu KH&CN quân<br /> uân sự,<br /> sự, Số 61<br /> 61, 6 - 2019<br /> 20 225<br />  Thông tin khoa học công nghệ<br /> học<br /> <br /> IC BQ76940 có các m ạch cân bằng trong, tuy nhi<br /> mạch nhiên<br /> ên dòng cân bbằngằng quá nhỏ, do vậy<br /> chúng tôi ssử ử dụng mạch cân bằng ngo ngoài<br /> ài [44],, và lựa<br /> lựa chọn Mosfet kkênh<br /> ênh P đểđể điều khiển việc<br /> xảả điện của cell khi cân bằng, ssơ ơ đồ<br /> đồ chung nhnhư ư trong hình<br /> hình 3.<br /> Trong đó:<br /> - Rbal là điện<br /> điện trở cân bằng, ddùng<br /> ùng để<br /> để thiết lập ddòng<br /> òng cân bbằng.<br /> ằng. Theo ttài<br /> ài liệu<br /> liệu [1] [2] [3] [4]<br /> [4],, chu<br /> kỳ<br /> ỳ xung cân bằng của BQ76940 vvào ào kho<br /> khoảng<br /> ảng 70% đối với các giá trị đo llường.<br /> ờng. Do đó, với thiết<br /> kếế yyêu<br /> êu ccầu<br /> ầu dòng<br /> dòng cân bbằng<br /> ằng 50mA tại 4,1V, điện trở cân bằng đđư ược<br /> ợc tính [1] [3]<br /> [3 như sau:<br /> 4<br /> 4,1 <br /> = ∗ 70%<br /> 70 = 57,4<br /> 57 4 Ω <br /> 50<br /> 50 <br /> Do đó, chọn<br /> chọn điện trở cân bằng: Rbal = 56 Ω, lúc nnày ày dòng điện<br /> ện cân bằng đđược<br /> ợc tính lại sẽ<br /> là 51,25 mA. Công su suất<br /> ất rrơi<br /> ơi trên đi<br /> điện<br /> ện trở cân bằng vvàoào khoảng<br /> khoảng 0,21W, do đó điện trở cân<br /> bằng<br /> ằng sử dụng có giá trị llàà 56 Ω, 2010,<br /> 56Ω, 2010, 1%, 0.75W.<br /> - Khóa Fet dùng đđểể đđưa ưa ddòng<br /> òng điện<br /> ện qua điện trở cân bằng. Việc lựa chọn Fet dựa vvào ào Ron<br /> càng nh nhỏỏ càng<br /> càng tốt,<br /> tốt, với thời gian đóng mở nhanh [1]. [1]. Để<br /> Để phù<br /> phù hhợp<br /> ợp với các ddòng<br /> òng linh ki<br /> kiện<br /> ện của<br /> hãng Texas, nhóm nghiên ccứu ứu lựa chọn sử dụng MosFet đôi FDY1002PZ của ủa Texas.<br /> - Diode zener dùng đđểể bảo vệ cổng cho Fet vvà sử ử dụng Diode zener 5,6V<br /> - Đi<br /> Điệnện trở cổng Rg dùng đđểể giới hạn ddòng<br /> òng đi<br /> điện<br /> ện chạy qua Fet, [3] thư<br /> thường<br /> ờng chọn Rg = 10 kΩ.Ω.<br /> - Khâu llọcọc đầu vào<br /> vào RC dùng đđểể lọc các xung điện áp cao trong quá tr trình<br /> ình điều<br /> ều khiển, [3]]<br /> giá tr<br /> trịị điện trở lọc Rc =1k<br /> =1kΩ, Ω, ttụ<br /> ụ điện Cc = 1uF<br /> 1uF.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Mạch<br /> Mạch cân bằng cho cell số 1 đến cell số 8.<br /> <br /> <br /> 226 T. Đ. Cư<br /> Cường,<br /> ờng, …<br /> …,, P. S. Tùng,<br /> Tùng “Thi<br /> Thiết<br /> ết kế<br /> kế,, ch<br /> chếế tạo mạch<br /> ạch cân bằng … máy đđẩy M1200.””<br /> ẩy Cuda M1200<br /> Thông tin khoa học<br /> học công nghệ<br /> <br /> Do BQ76940 qu quản<br /> ản lý cứng 15 cell nối tiếp, nnênên khi sử<br /> sử dụng pack 12 cell nối tiếp, phải<br /> nối<br /> ối theo luật nối dây [4] đđãã quy định,<br /> ịnh, để BQ76940 nhận biết đúng số ố lư<br /> lượng<br /> ợng cell hiện đang<br /> nối,<br /> ối, những vị trí không có cell nối th thìì th<br /> thực<br /> ực hiện nối tắt 2 cặp chân ttương<br /> ương ứng của IC (khí<br /> đó đi<br /> điện<br /> ện áp đo đư<br /> được<br /> ợc bằng 0V). Nếu đấu dây không đúng luật th thìì BQ76940 ssẽẽ không nhận<br /> biết<br /> ết đđược<br /> ợc số cell nối tiếp của pack đang đấu nối. Nh Nhưư vậy<br /> vậy,, trong nhóm mà BQ76940 đang<br /> quản lý sẽ luôn hiện 1 vị trí cell không có ích (không sử dụng) có điện áp bằng 0V, khi đó<br /> quản<br /> mạch<br /> ạch cân bằng sẽ luôn đđược ợc active vvàà làm cho BQ76940 liên ttục ục báo lỗi. Cách nối dây của<br /> pack ghép 12 cell nnốiối tiếp đđược<br /> ợc thể hiện trong nnhư<br /> hư hình<br /> hình 4, hình 5.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. M<br /> Mạch<br /> ạch cân bằng cho cell số 9 đến cell số 12 vvàà lu<br /> luật<br /> ật đấu dây<br /> dây.<br /> Thuật<br /> Thuật toán cân bằng cell đđược<br /> ợc thực hiện nh<br /> như<br /> ư sau:<br /> Bắt đầu<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Khởi tạo<br /> Hàm cân bằng cell<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Đọc các thanh ghi<br /> cân bằng cell<br /> CELLBALL 1=00<br /> && CELLBALL2=<br /> CELLBALL =0<br /> && CELLBAL3=<br /> CELLBAL =0<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Đọc điện áp cell<br /> <br /> <br /> S<br /> <br /> <br /> <br /> Kiểm tra trạng thái pack Tìm Vcell_max và<br /> Vcell_max – Vcell__min >50<br /> Vcell 50mV Bật cân bằng cell Hết thời gian Dừng cân bằng<br /> &&[CHG<br /> && CHG_ON]= 0 Đ Vcell_min<br /> Vcell min Đ<br /> &&Vcell<br /> Vcell > 4,1V<br /> V trong 3 nhóm cell<br /> && Vcell_max<br /> Vcell max>4,1V [CBx<br /> CBx]=1 cân bằng cell nhóm đó<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> S<br /> <br /> <br /> <br /> Kiểm tra trạng thái pack<br /> S && [CHG<br /> CHG_ON]= ]=1<br /> &&Vcell<br /> Vcell < 3,0V<br /> V<br /> Đ<br /> <br /> <br /> Đ<br /> <br /> Tìm Vcell_max<br /> _ max và<br /> Kiểm tra lại Vcell<br /> Vcell_max – Vcell_min<br /> min >50mV<br /> mV Báo lỗi áp thấp<br /> S _min<br /> Vcell_ S<br /> trong 30 phút<br /> trong 3 nhóm cell<br /> && Vcell<br /> Vcell_max