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电动汽车锂电池管理系统设计新方案

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时间:1900/1/1 0:00:00

随着能源短缺、油价上涨和城市环境污染日益严重,开发利用新能源替代石油越来越受到世界各国政府的重视。在新能源系统中,电池系统是不可或缺的一部分。近年来,以锂电池为动力的电动自行车、混合动力汽车、电动汽车和燃料电池汽车越来越受到市场的关注。动力电池在交通领域的应用对减少温室气体排放、空气污染和新能源的应用具有重要意义。其中,锂电池因其高能量密度、高回收次数、重量轻、环保等特点越来越受到关注,因此被广泛应用于手机、SOH状态,根据电池的电压、电流和温度,使用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程,并使用算法控制充电器以最佳电流充电,与车载主控制器、电机控制器、能量控制系统进行实时通信,车载显示系统等。图1是电池管理系统的简单框图。

电池管理系统的基本功能是:1)监测单个电池的工作条件,如单个电池的电压、工作电流和环境温度。2) 保护电池,避免电池在极端条件下工作时,电池寿命缩短、损坏,甚至发生爆炸、火灾等危及人身安全的事故。

一般来说,电池管理系统必须具有以下电路保护功能:过电压和欠电压保护、过电流和短路保护、过温和过低温保护,以及对电池的多重保护,以提高保护和管理系统的可靠性(硬件实现的保护可靠性高,软件实现的保护灵活性更高,管理系统关键组件的保护无法为用户提供第三次保护)。这些功能可以满足大多数手机电池、电动工具和电动自行车的需求。

电动汽车对电池管理系统提出了更高的挑战。

电动汽车的电池集成系统是一种开放式电源系统,通过汽车级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和汽车电子的要求,实现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(最高级别的EMI/EMC要求)和在线诊断功能。

其主要功能是:高速采集电池电压和温度信息;

实现电池的高效平衡,充分发挥电池集成系统的容量,从而提高电池集成系统使用寿命,减少发热;电池健康状况和剩余电量的估计和显示;高可靠性通信协议(汽车CAN通信网络);动力总成技术应在确保电池安全使用的前提下,充分发挥电池的潜力,确保电池的性能,提高电池的寿命;电池的温度和散热管理是指电池系统在相对稳定的温度环境中工作;

漏电检测和复杂的接地线设计。

由于电动汽车中电池的分布环境非常复杂,且处于高电压、高功率的工作状态,对EMI/EMC的要求非常高,这给电池管理系统的设计带来了更大的挑战。

电动汽车蓄电池系统的分层模块化设计

由于电动汽车的电池系统由数百个电池单元组成,考虑到车辆的空间、重量分布和安全性要求,这些电池单元被划分为标准电池模块,分布在汽车底盘的不同位置,由动力总成和中央处理器管理。每个标准电池模块也由并联和串联的多个电池组成,由模块的电子控制单元管理。蓄电池模块的信息通过CAN总线报告给中央处理器和动力总成单元。在中央处理器和动力总成单元处理信息后,有关集成系统的最终信息,如剩余功率、健康状态和电池容量,通过CAN总线报告给车辆管理系统。电动汽车电池系统的层次化、模块化设计要求电池管理系统的层次性、模块化。

电池管理系统的芯片集成技术

汽车电池系统的可靠性极高,尤其是在高压监测部分和电池平衡部分。由于集成解决方案较少,许多解决方案都是由离散组件组成的,这导致:组件的匹配度不好,信号采集的准确性降低;随着外部节点的增加,很难实现自动测试,这增加了测试成本,降低了测试覆盖率,系统可靠性较低。外部组件的功耗很难控制;

该系统体积大,成本高。

凹凸技术(O2Micro)为世界提供了第一次支持。OZ89xx是一种针对五个串联电池的单片机保护和检测方案,也支持多芯片级联的应用。目前,使用该芯片的电池管理系统方案已用于纯电动汽车和混合动力汽车的电池模块电子控制单元。

由此可见,集成芯片的解决方案对提高系统的可靠性和降低成本起着非常重要的作用。它是电池集成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,电池管理系统将在电池的安全使用以及与车辆管理的沟通中发挥关键作用。电池管理技术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和芯片设计是硬件设计的核心,这不仅是确保汽车环境中高可靠性、高速、高精度信号采集和处理的关键,也是提高测试覆盖率的关键,支持在线检测并降低成本。软件的核心包括电池管理的算法、通信协议的支持以及动力总成的相关技术。奥图科技(O2Micro)是全球电池管理解决方案的主要供应商之一。凭借多年的电池保护和管理芯片设计和方案设计经验,掌握了国际先进的电池管理技术,为世界各地的电池制造商和系统制造商提供了高质量的技术服务,为中国电动汽车的发展做出了贡献。

(编辑:李燕郊)随着能源短缺、油价上涨和城市环境污染日益严重,开发利用新能源替代石油越来越受到世界各国政府的重视。在新能源系统中,电池系统是不可或缺的一部分。近年来,以锂电池为动力的电动自行车、混合动力汽车、电动汽车和燃料电池汽车越来越受到市场的关注。动力电池在交通领域的应用对减少温室气体排放、空气污染和新能源的应用具有重要意义。其中,锂电池因其高能量密度、高回收次数、重量轻、环保等特点越来越受到关注,因此被广泛应用于手机、SOH状态,根据电池的电压、电流和温度,使用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程,并使用算法控制充电器以最佳电流充电,与车载主控制器、电机控制器、能量控制系统进行实时通信,车载显示系统等。图1是电池管理系统的简单框图。

电池管理系统的基本功能是:1)监测单个电池的工作条件,如单个电池的电压、工作电流和环境温度。2) 保护电池,避免电池在极端条件下工作时,电池寿命缩短、损坏,甚至发生爆炸、火灾等危及人身安全的事故。

一般来说,电池管理系统必须具有以下电路保护功能:过电压和欠电压保护、过电流和短路保护、过温和过低温保护,以及对电池的多重保护,以提高保护和管理系统的可靠性(硬件实现的保护可靠性高,软件实现的保护灵活性更高,管理系统关键组件的保护无法为用户提供第三次保护)。这些功能可以满足大多数手机电池、电动工具和电动自行车的需求。

电动汽车对电池管理系统提出了更高的挑战。

电动汽车的电池集成系统是一种开放式电源系统,通过汽车级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和汽车电子的要求,实现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(最高级别的EMI/EMC要求)和在线诊断功能。

其主要功能是:高速采集电池电压和温度信息;

实现电池的高效平衡,充分发挥电池集成系统的容量,从而提高电池集成系统使用寿命,减少发热;电池健康状况和剩余电量的估计和显示;高可靠性通信协议(汽车CAN通信网络);动力总成技术应在确保电池安全使用的前提下,充分发挥电池的潜力,确保电池的性能,提高电池的寿命;电池的温度和散热管理是指电池系统在相对稳定的温度环境中工作;

漏电检测和复杂的接地线设计。

由于电动汽车中电池的分布环境非常复杂,且处于高电压、高功率的工作状态,对EMI/EMC的要求非常高,这给电池管理系统的设计带来了更大的挑战。

电动汽车蓄电池系统的分层模块化设计

由于电动汽车的电池系统由数百个电池单元组成,考虑到车辆的空间、重量分布和安全性要求,这些电池单元被划分为标准电池模块,分布在汽车底盘的不同位置,由动力总成和中央处理器管理。每个标准电池模块也由并联和串联的多个电池组成,由模块的电子控制单元管理。蓄电池模块的信息通过CAN总线报告给中央处理器和动力总成单元。在中央处理器和动力总成单元处理信息后,有关集成系统的最终信息,如剩余功率、健康状态和电池容量,通过CAN总线报告给车辆管理系统。电动汽车电池系统的层次化、模块化设计要求电池管理系统的层次性、模块化。

电池管理系统的芯片集成技术

汽车电池系统的可靠性极高,尤其是在高压监测部分和电池平衡部分。由于集成解决方案较少,许多解决方案都是由离散组件组成的,这导致:组件的匹配度不好,信号采集的准确性降低;随着外部节点的增加,很难实现自动测试,这增加了测试成本,降低了测试覆盖率,系统可靠性较低。外部组件的功耗很难控制;该系统体积大,成本高。

凹凸技术(O2Micro)为世界提供了第一次支持。OZ89xx是一种针对五个串联电池的单片机保护和检测方案,也支持多芯片级联的应用。目前,使用该芯片的电池管理系统方案已用于纯电动汽车和混合动力汽车的电池模块电子控制单元。

由此可见,集成芯片的解决方案对提高系统的可靠性和降低成本起着非常重要的作用。它是电池集成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,电池管理系统将在电池的安全使用以及与车辆管理的沟通中发挥关键作用。电池管理技术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和芯片设计是硬件设计的核心,这不仅是确保汽车环境中高可靠性、高速、高精度信号采集和处理的关键,也是提高测试覆盖率的关键,支持在线检测并降低成本。软件的核心包括电池管理的算法、通信协议的支持以及动力总成的相关技术。奥图科技(O2Micro)是全球电池管理解决方案的主要供应商之一。凭借多年的电池保护和管理芯片设计和方案设计经验,掌握了国际先进的电池管理技术,为世界各地的电池制造商和系统制造商提供了高质量的技术服务,为中国电动汽车的发展做出了贡献。

(编辑:李燕郊)

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