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        電動汽車鋰電池管理系統設計新方案

        作者: 時間:2011-06-24 來源:網絡 收藏

          電池的基本功能:1)監測單體電芯的工作狀況,例如單體電池電壓、工作電流、環境溫度等。2)保護電池,避免電池工作在極端的條件下發生電池壽命縮短,損壞,甚至發生爆炸、起火等危害人身安全的事故。

          一般而言,電池必須具備以下電路保護功能:過壓和欠壓保護、過流和短路保護、過高溫和過低溫保護、為電池提供多重保護以提高保護和的可靠性(硬件執行的保護具有高可靠性、軟件執行的保護具有更高的靈活性、管理系統關鍵元器件失效的保護為用戶提供第三重保護)。這些功能可以滿足大部分手機電池、電動工具和電動自行車應用的需要。

          對電池管理系統提出更高挑戰

          電池集成系統是一個開放的動力系統,它通過汽車級CAN總線進行通信,和車輛管理系統、充電機、電機控制器協同工作,以滿足汽車以人為本的安全駕駛理念。因此汽車級電池管理系統必須做到:滿足TS1*9和汽車電子的要求、實現高速數據采集和高可靠性、汽車級CAN總線通訊、高抗電磁干擾的能力(最高級別的EMI/EMC要求)、在線診斷功能。

          其主要功能為:電池電壓和溫度等信息的高速采集;實現電池高效率均衡,充分發揮電池集成系統的容量從而提高電池集成系統的壽命,同時減小熱量的產生;電池的健康狀況和剩余電量的估算和顯示;高可靠的通訊協議(汽車級CAN通訊網絡);動力總成技術要保證電池發生任何安全使用的前提下,充分發揮電池的潛力,保證電池的性能,提高電池的壽命;電池的溫度和散熱管理,是電池系統工作在溫度相對穩定的環境條件;漏電檢測以及復雜的地線

          由于中電池的分布環境非常復雜,處于高壓大功率的工作狀態,對EMI/EMC要求非常高,這就為電池管理系統的帶來了更大的挑戰。

          電動汽車電池系統的層次化、模塊化

          由于電動車電池系統是由成百上千個電芯單元集成,考慮到汽車的空間、重量的分配和安全的要求,這些電芯單元被劃分成標準的電池模塊,分布在汽車底盤不同的位置,由動力總成和中央處理單元統一管理;每個標準電池模塊也是有多個電芯通過并聯和串聯組成,由模塊的電控單元進行管理,通過CAN總線把電池模塊的信息匯報給中央處理器和動力總成單元,中央處理器和動力總成單元把這些信息經過處理以后,把最終的有關集成系統的信息如剩余電量、健康狀況以及電池的能力相關信息等通過CAN總線匯報給車輛管理系統。電動汽車電池系統的層次化,模塊化的設計就要求電池管理系統設計的層次化、模塊化(圖2)。


        圖2:層次化、模塊化的電動汽車電池管理系統設計。



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