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“PG电子”电动汽车锂电池管理系统设计新方案

企业团队 / 2021-10-16 00:25

本文摘要:随着能源短缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重,替代石油的新能源的开发利用更加被各国政府所推崇。在新能源体系中,电池系统是其中不可或缺的最重要组成部分。 近年来,以锂电池为动力的电动自行车、混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等受到了市场更加多的注目。动力电池在交通领域的应用于,对于增加温室气体的废气、减少大气污染以及新能源的应用于具有最重要的意义。

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随着能源短缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重,替代石油的新能源的开发利用更加被各国政府所推崇。在新能源体系中,电池系统是其中不可或缺的最重要组成部分。

近年来,以锂电池为动力的电动自行车、混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等受到了市场更加多的注目。动力电池在交通领域的应用于,对于增加温室气体的废气、减少大气污染以及新能源的应用于具有最重要的意义。

其中锂电池以低能量密度、低反复循环用于次数、轻巧以及绿色环保等优势更加受到人们的注目,所以在手机、笔记本电脑、电动工具等便携式手执设备中早已获得普遍的应用于,并早已开始转入电动车、电动汽车等大功率的应用于中,沦为全球电动汽车发展的热点  但是由于锂电池在冷却、过充/过放电流、振动、断裂等欺诈条件下有可能造成电池寿命延长以致损毁,甚至不会再次发生起火、发生爆炸等事件,因此安全性问题沦为动力锂电池商业化推展的主要制约因素。安全性型、低成本、长寿命锂离子电池的安全性标准、安全性评价方法、电池生产过程的安全性与可靠性掌控以及通过正负极材料、电解质与隔膜替代性提高电池安全性与可靠性是构建保证大型动力锂离子电池安全可靠,实用化的关键。而电池管理系统作为电池维护和管理的核心部件,不仅要确保电池安全可靠的用于,而且要充分发挥电池的能力和缩短使用寿命,作为电池和车辆管理系统以及驾驶者交流的桥梁,电池管理系统对于电动汽车性能起着更加关键的起到。  电池管理系统的主要功能  电池管理系统与电动汽车的动力电池紧密结合在一起,对电池的电压、电流、温度展开时刻检测,同时还展开漏电检测、热管理、电池平衡管理、报警警告,计算出来剩下容量、静电功率,报告SOCSOH状态,还根据电池的电压电流及温度用算法掌控仅次于输出功率以取得仅次于行经里程、以及用算法掌控充电机展开最佳电流的电池,通过CAN总线模块与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载表明系统等展开动态通讯。

图1为电池管理系统的非常简单框图。    图1:为电池管理系统的非常简单框图。  电池管理系统的基本功能:1)监测单体电芯的工作状况,例如单体电池电压、工作电流、环境温度等。

2)维护电池,防止电池工作在极端的条件下再次发生电池寿命延长,损毁,甚至发生爆炸、发生爆炸等危害人身安全的事故。  一般而言,电池管理系统必需不具备以下电路维护功能:过压和欠压维护、过流和短路维护、过高温和过低温维护、为电池获取多重维护以提升维护和管理系统的可靠性(硬件继续执行的维护具备高可靠性、软件继续执行的维护具备更高的灵活性、管理系统关键元器件过热的维护为用户获取第三重维护)。这些功能可以符合大部分手机电池、电动工具和电动自行车应用于的必须。

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  电动汽车对电池管理系统明确提出更高挑战  电动汽车电池集成系统是一个对外开放的动力系统,它通过汽车级CAN总线展开通信,和车辆管理系统、充电机、电机控制器协同工作,以符合汽车以人为本的安全性驾驶员理念。因此汽车级电池管理系统必需做:符合TS16949和汽车电子的拒绝、构建高速数据采集和高可靠性、汽车级CAN总线通讯、高抗电磁干扰的能力(最高级别的EMI/EMC拒绝)、在线临床功能。

  其主要功能为:电池电压和温度等信息的高速收集;构建电池高效率平衡,充分发挥电池集成系统的容量从而提升电池集成系统的寿命,同时增大热量的产生;电池的健康状况和剩下电量的估计和表明;低可信的通讯协议(汽车级CAN通讯网络);动力可调技术要确保电池再次发生任何安全性用于的前提下,充分发挥电池的潜力,确保电池的性能,提升电池的寿命;电池的温度和风扇管理,是电池系统工作在温度比较平稳的环境条件;漏电检测以及简单的地线设计。  由于电动汽车中电池的产于环境非常复杂,正处于高压大功率的工作状态,对EMI/EMC拒绝十分低,这就为电池管理系统的设计带给了更大的挑战。  电动汽车电池系统的层次化、模块化设计  由于电动车电池系统是由成百上千个电芯单元构建,考虑到汽车的空间、重量的分配和安全性的拒绝,这些电芯单元被区分成标准的电池模块,产于在汽车底盘有所不同的方位,由动力可调和中央处理单元统一管理;每个标准电池模块也是有多个电芯通过并联和串联构成,由模块的电控单元展开管理,通过CAN总线把电池模块的信息汇报给中央处理器和动力可调单元,中央处理器和动力可调单元把这些信息经过处置以后,把最后的有关集成系统的信息如剩下电量、健康状况以及电池的能力涉及信息等通过CAN总线汇报给车辆管理系统。电动汽车电池系统的层次化,模块化的设计就拒绝电池管理系统设计的层次化、模块化(图2)。

    图2:层次化、模块化的电动汽车电池管理系统设计。  电池管理系统的芯片构建技术  汽车电池系统的可靠性拒绝极高,尤其是高压监控部分,电池平衡部分,由于构建的解决方案较少,很多方案使用分立元件配上而出,造成:元件匹配度很差,信号收集的精度上升;外部节点激增,无法做自动化测试,提升测试成本,减少测试覆盖率,系统可靠性较低;外部元件的功耗很难掌控;系统尺寸大,成本高。  凹凸科技(O2Micro)为全球获取首颗反对》5节电池串联单芯片维护和检测的方案OZ89xx,该方案还反对多芯片级联的应用于。目前使用该芯片的电池管理系统方案已顺利用作显电动车和混合动力车电池模块电控单元中。

    表格1以标准电池模块为事例讲解并存方案和构建方案的较为。  由此可见,构建芯片的解决方案对提升系统的可靠性,降低成本具备十分最重要的起到,他是电池构建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中具备辽阔的前景,而电池管理系统将对于电池安全性用于,以及和车辆管理的交流起着关键的桥梁起到。电池管理技术还包括硬件设计技术和软件设计技术,而其中高压混合信号处理技术及芯片设计是硬件设计核心,不仅是确保在汽车环境下构建低可信、高速、高精度信号收集和处置的关键,也是提升测试覆盖率、反对在线检测和降低成本的关键;而软件的核心则还包括电池管理的算法,通讯协议的反对以及动力可调的涉及技术等。

凹凸科技(O2Micro)是全球主要电池管理解决方案的供应商之一,凭借其在电池维护和管理多年的芯片设计和方案设计的经验,掌控了具备国际先进设备水平的电池管理技术,为全球电池厂商,系统厂商获取了高品质技术服务,为中国电动车的发展贡献了自己的力量。


本文关键词:PG电子,“,电子,”,电动汽车,锂电池,管理系统,设计

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