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电动汽车锂电池管理系统设计新方案:AG体育注册
来源:AG体育平台    发布时间:2020-11-05 20:31:01

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【AG体育平台】随着能源短缺、石油价格上涨和城市环境污染日益严重,开发和利用替代石油的新能源受到了各国政府的高度赞扬。在新能源系统中,电池系统是最重要和不可缺少的组成部分。近年来,电动自行车、混合动力汽车、电动汽车和锂电池驱动的燃料电池汽车在市场上引起了越来越多的关注。动力电池在交通领域的应用对增加温室气体排放、减少空气污染和应用新能源具有重要意义。

其中,锂电池因其能量密度低、重复使用次数少、重量轻、环保等优点而受到更多人的关注。因此,它们已被广泛用于便携式手持设备,如手机、笔记本电脑和电动工具,并已开始用于大功率应用,如电动汽车和电动车。已成为全球电动汽车发展的热点。但由于冷却、过充/过放电流、振动、断裂等欺诈性条件。

电池寿命可能会延长,甚至不会再发生火灾和爆炸。因此,安全性问题已经成为动力锂电池商业化的主要制约因素。安全标准、安全评价方法、电池生产过程中安全可靠性的控制、通过更换正负极材料、电解液和隔膜来提高电池的安全可靠性,是保证大型动力锂离子电池安全性、可靠性和实用性的关键。电池管理系统作为电池维护和管理的核心组成部分,不仅要保证电池的安全可靠使用,还要充分发挥电池的能力,缩短电池的使用寿命。

电池管理系统作为电池与车辆管理系统和驾驶员之间的桥梁,对电动汽车的性能起着更加关键的作用。电池管理系统的主要功能与电动汽车的动力电池紧密结合,可以同时检测电池的电压、电流和温度,还可以进行漏电检测、热管理、电池平衡管理和报警报警,计算剩余容量和静电功率,并报告SOCSOH状态。

根据电池的电压、电流和温度,通过算法控制仅次于输出功率的电池获得行驶里程,通过算法控制控制充电器产生最佳电流的电池,通过CAN总线模块与车载主控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行动态通信。图1是电池管理系统的非常简单的框图。图1是电池管理系统的非常简单的框图。电池管理系统的基本功能:1)监控单体电池的工作情况,如单体电池的电压、工作电流、环境温度等。

2)维护电池,防止电池延长使用寿命,损坏电池,甚至在极端情况下引起爆炸等危及人身安全的事故。一般来说,电池管理系统必须不具备以下电路维护功能:过压欠压维护、过流短路维护、过温过低温维护,并对电池进行多次维护,以提高维护管理系统的可靠性(硬件持续维护可靠性高,软件持续维护灵活性较高,管理系统关键部件过热维护为用户获得第三次维护)。这些功能可以满足大部分手机电池、电动工具、电动自行车的需求。电动汽车显然对电池管理系统提出了更高的挑战。

电动汽车电池集成系统是一个开放式的电源系统,通过汽车级的CAN总线与车辆管理系统、充电器和电机控制器进行通信,以满足以人为本的安全驾驶理念。因此,汽车电池管理系统必须满足TS16949和汽车电子抑制,构建高速数据采集和高可靠性、汽车CAN总线通信、高抗电磁干扰能力(最高水平 其主要功能是:高速采集电池电压、温度等信息;建立电池高效平衡,充分发挥电池集成系统的容量,从而延长电池集成系统的使用寿命,同时增加发热量;电池健康和剩余电量的估计和指示;低可信度通信协议(汽车CAN通信网络);功率可调技术要充分发挥电池的潜力,在保证电池再有任何安全性的前提下,保证电池的性能,延长电池的寿命;电池温度和风扇管理是电池系统在相对稳定的温度下工作的环境条件。

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泄漏检测和简单的接地线设计。由于电动汽车中的电池是在非常复杂的环境下生产的,它工作在高电压大功率下,对电磁干扰/电磁兼容的抑制很低,这给电池管理系统的设计带来了更大的挑战。电动汽车电池系统的分层模块化设计由于电动汽车电池系统由数百个电池单元构成,考虑到汽车的空间和重量分布以及对安全性的排斥,这些电池单元被分为标准电池模块,这些模块在汽车底盘中以不同的方向生产,由功率可调的中央处理器管理。

每个标准电池模块也由多个电池并联和串联组成,由模块的电子控制单元管理,电池模块的信息通过CAN总线上报给中央处理器和功率可调单元。中央处理器和功率可调单元处理完信息后,与集成系统相关的最终信息,如剩余功率、健康状态和电池容量相关信息,通过CAN总线报告给车辆管理系统。电动汽车电池系统的分层模块化设计摒弃了电池管理系统的分层模块化设计(图2)。

图2:电动汽车电池管理系统的分层模块化设计。电池管理系统的芯片构建技术汽车电池系统的可靠性极高,尤其是在高压监控部分和电池平衡部分。由于构建的解决方案很少,很多解决方案与分立元件匹配,导致元件匹配不佳,提高了信号采集精度;外部节点激增,无法进行自动化测试,增加测试成本,降低测试覆盖率,系统可靠性低;外部元器件功耗难以控制;该系统体积大,成本高。O2Micro针对5节串联单芯片电池的维护和检查,获得了世界上第一个方案OZ89xx,这个方案也反对多芯片级联的应用。

目前,使用该芯片的电池管理系统方案已成功应用于电动汽车和混合动力汽车的电池模块电控单元。表1以标准电池模块为例,说明共存方案与构建方案的比较。由此可见,构建芯片的解决方案对于提高系统的可靠性和降低成本至关重要。它是电池建造技术中硬件设计技术的核心。

未来,动力锂电池在电动汽车领域将有广阔的前景,电池管理系统将作为电池安全和与车辆管理沟通的桥梁发挥关键作用。电池管理技术还包括硬件设计技术和软件设计技术,其中高压混合信号处理技术AG体育官网和芯片设计是硬件设计的核心,是保证构建汽车环境下低可靠性、高速、高精度信号采集和处理的关键,也是提高测试覆盖率、反对在线检测、降低成本的关键;软件的核心还包括电池管理的算法、通信协议的对抗以及功率可调的相关技术。

凸凹科技(O2Micro)是全球电池管理解决方案的主要供应商之一。凭借多年的电池维护管理芯片设计和方案设计经验,掌握了具有国际先进设备水平的电池管理技术,获得了高品质-AG体育平台。

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