Battery Study

jjin·2024년 9월 4일
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질문
Rly Ready, IR Ready 는 MCU 1에서 측정? 둘다?

Basic

CAN 1, 2, 3

CAN 1: MCU 1 <-> SPU 1 / MCU 2 <-> SPU 2
CAN 2: MCU 1 <-> MCU 2 -- Debug
CAN 3: MCU 1, 2 <-> 전류 센서

Rly 붙이면 전류 있지 않아도 전압 존재

충방전기로 전류를 땡겨주지 않아도 배터리 자체의 전압은 존재한다.
물이 흐르지 않고 물통에 담겨있는 것처럼

SPU Command

Rly ON CMD

-> GFD ON Seq -> 단락 없음 확인
-> IR Ready Seq -> IR Ready
-> Rly ON Seq -> Rly Ready

GFD ON CMD

-> GFD ON Seq -> 단락 없음 확인

BPU Info

Rly Ready

if - && pre: Running (1)
if - && + : Ready (2)
Normal : (0) -> (1) -> (2)

IR Ready

IR Ready: 절연 되어있다는 뜻.
절연 되어야만 안전하게 Rly On 붙일 수 있다.
절연 저항 값이 일정 수준 이상이어야 IR Ready를 표시한다.
완충해줄 초충저항과 연결하는 Pre Rly랑 붙인 후에 붙이는 거다.

Current

CAN3에 Y자 Bus로 연결되어 전류센서로부터 같은 값을 받아온다

Rly Rtn vs. Rly Output

Rtn: 접점신호, 소자에서 나온 값.
Output: 소자에 보낸 것.

키보드를 눌렀을 때 누른 키 값이 Output, 화면에 나타나는 게 Rtn 라고 이해하자.

Rly 붙는 순서

Neg on, Pre on, Pos on, Pre off
Neg랑 Pos 바로 붙이면 단락 날 수도 있으니까,

Voltage, Cell V & T Max/Min/Avg

MCU 1, 2 에서 각자 주기와 각자 센서로 계측한 다른 값을 계산해서 표시
Voltage = CellSum. 모든 Cell 값의 합

이하는 MCU 1에게 MCU 2가 CAN2로 보내주는 값

DC Link +/- 의 전위차
선박의 고전압 +/-과 연결되는 부분
측정 이유: DC Link V와 Batt V 차이 크면 단락 나므로 Rly 못붙이게 함.

Batt V

Batt +/- 의 전위차

cf) 정확한 건 Batt V 보다 Voltage(CellSum)

MCU 자체의 ADC는 오차가 크고, 5V로 정규화해야되므로
줄였다가 키우는 과정에서 오차가 증폭된다.

IR

MCU 2: 측정값, MCU 1: CAN2로 받은 값.

Rack Bal

Cell 하나라도 Balancing ON이면 ON

HV & Batt +/- Status

MCU 2 에서 HV +/-, Batt +/- 를 측정할 때 스위치가 붙는데, 그 ON/OFF 상태

Hv Mode

  • 0x00: Withstand Voltage Mode
    Withstand Voltage Test: 내전압 시험. 제품의 절연 상태가 고전압 하에도 안전한지 확인 위해 일정 시간 동안 고전압 인가하고 흐르는 전류 크기로 절연 정도 파악
  • 0x05: 초기 Default(HV, DC-Link, Non-GFD)
    • 500ms 주기로 GFDHV, DC-Link 측정
  • 0x04: Default(HV, DC-Link, GFD)
    • 1분 주기로 GFD 측정. 1-2초 간 측정 동안 HV Mode에 3 표시됨
  • 0x03: Only GFD
    • 1분 주기로 GFD 측정

GFD는 왜 3분마다?

  • 굳이 GFD 상시 측정할 필요 없다는 의견 다수
  • DNV 인증 규격이 최대 3분마다 상시측정이므로 최대 주기 채택

이하는 0x100(MCU 1)에만 정의

SOC, SOH

알고리즘 따라 계산한 값

SOP: Avail. Power & Curr D/Chg

<가용충방전 전류>
그 사이값에서는 지금 1C로 고정이 돼있음. 셀 제조자 권장 값 나타냄. (급속 충방전 요구 없다면. 모터가 급속 전류 필요하거나 하면 높아짐.)
soc 95% 이상일때 점점 0에 수렴시키고 5% 이하일 때도 0에 수렴시킴.
꽉 차거나 다 닳아가는데 풀전류 주면, 상하한전압을 넘길 수 있어서 위험함. 물통 채우기

Fail Info

Cell Info

MCU 2 Cell 계측 조건

계측 시작: MCU2 Data On CMD || Fault, ServiceRequired 최소 1개 발생
계측 종료: MCU2 Data Off CMD

MCU 1, 2 Cell 계측

공통점

  • AFE: LTC6813

    • 최대 Cell 18개 Port
  • 통신: Reversible isoSPI DaisyChain

    • DaisyChain: 끝에 연결된 SPI에 CMD 전송, 각 AFE가 Chain 따라 전파
    • Reversible SPI: 소자 수준에서 B로 전송되면 A로 나가게, A로 전송되면 B로 나가게 작동
    • isoSPI: B(IPB, IMB) 차동 꼬임 쌍선, A(IPA, IMA) 차동 꼬임 쌍선으로 절연 단가 절감
  • 주기:

    • 500ms 주기마다 측정
    • BPU에서 1초마다 전송(절반은 덮어써져 버려짐)

공랭

1 Rack = 15 Module * (Cell 12개, Temp 6개)
= 15 * 1(커버) * 1(이중화x) AFE

고밀도파우치

1 Rack = 11 Module * (Cell 24개, Temp 4개)
= 11 * 2(커버) * 2(이중화) AFE
  • 커버: 24 Cell < 2 AFE = 36 Cell 커버
  • 이중화: 같은 셀에 전압센서, 온도센서 두 곳 꽂혀있음
  • MCU 1 Cell V 측정 시, MCU 1 Timer 동작, MCU1 연결된 센서로 계측
    MCU 1, 2가 측정하는 값은 다른 시각에 다른 센서로 측정된 값임. 동시에 측정하지 않음

Balancing

변화값이 아니라 상태값
ON이면 매 500ms 계속 ON 보내줌

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진짜

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