電動汽車電池管理系統設計

電動汽車電池系統的層次化、模塊化設計

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。

電池管理系統的芯片集成技術

汽車電池系統的可靠性要求極高，特別是高壓監控部分，電池均衡部分，由于集成的解決方案少，很多方案采用分立元件搭配而成，導致：元件匹配度不好，信號采集的精度下降；外部節點增多，難以做到自動化測試，提高測試成本，降低測試覆蓋率，系統可靠性低；外部元件的功耗很難控制；系統尺寸大，成本高。

凹凸科技(O2Micro)為全球提供首顆支持>5節電池串聯單芯片保護和檢測的方案OZ89xx，該方案還支持多芯片級聯的應用。目前采用該芯片的電池管理系統方案已成功用于純電動車和混合動力車電池模塊電控單元中。

表1以標準電池模塊為例介紹分立方案和集成方案的比較。

由此可見，集成芯片的解決方案對提高系統的可靠性，降低成本具有十分重要的作用，他是電池集成技術中硬件設計技術的核心。

本文小結

未來，動力鋰電池在電動汽車領域中具有廣闊的前景，而電池管理系統將對于電池安全使用，以及和車輛管理的溝通起著關鍵的橋梁作用。電池管理技術包括硬件設計技術和軟件設計技術，而其中高壓混合信號處理技術及芯片設計是硬件設計核心，不僅是保證在汽車環境下實現高可靠、高速、高精度信號采集和處理的關鍵，也是提高測試覆蓋率、支持在線檢測和降低成本的關鍵；而軟件的核心則包括電池管理的算法，通訊協議的支持以及動力總成的相關技術等。凹凸科技(O2Micro)是全球主要電池管理解決方案的供應商之一，憑借其在電池保護和管理多年的芯片設計和方案設計的經驗，掌握了具有國際先進水平的電池管理技術，為全球電池廠商，系統廠商提供了高品質技術服務，為中國電動車的發展貢獻了自己的力量。