為了減輕傳統(tǒng)汽車排放有害尾氣給環(huán)境所帶來的壓力,新能源汽車應運而生,其中電動汽車便成為其典型的代表。電池組管理系統(tǒng)作為電動汽車的重要管理系統(tǒng)之一,已經逐漸成為國內外各企業(yè)和高校的重點研究目標。功能齊全、性能優(yōu)異的電池組管理系統(tǒng)不僅能夠優(yōu)化電池組的性能,還能夠在電池組出現任何異常情況時對其進行保護,從而保障電池組使用的安全性和長壽性,同時也可以提高電動汽車的使用效率和駕駛過程中的安全性,并實現電池電量和能源利用的高效性。因此,對電池組管理系統(tǒng)技術的研究需要不斷深入。基于現有的電動汽車電池組管理系統(tǒng),本文針對電池組管理系統(tǒng)在串行通信、級聯應用和均衡管理中存在的問題,對電動汽車電池組管理系統(tǒng)中的關鍵技術電路進行研究與設計,其中主要包含隔離式串行通信技術電路、電池組級聯技術電路和均衡管理技術電路。由于電動汽車在行駛過程中需要及時反饋電池組使用信息,因此本文提出隔離式串行通信接口技術。通過隔離傳輸的方式減少電動汽車在行駛過程中數據傳輸時所遇到的各種復雜的干擾情況,保證數據之間能夠穩(wěn)定有效地進行傳輸,提高了駕駛的安全性;對于電池組級聯應用,需要在減小電路設計復雜性的同時,提高信號傳遞的可靠性,本文提出了兩種電池組級聯技術,其中包括隔離式級聯技術和非隔離式級聯技術。此外,電動汽車電池組中電池電量的一致性至關重要,若電池組電池電量之間存在不一致性,會帶來嚴重的安全隱患。因此,本文設計了兩種被動均衡的方式,能有效地降低系統(tǒng)的復雜性并提高系統(tǒng)的可靠性,同時也為電池均衡管理提供強有力的支撐。本文采用0.18μm BCD工藝進行設計,先分別對隔離式串行通信技術電路、電池組級聯技術電路和均衡管理技術電路進行了詳細的描述和分析,其中,隔離式串行通信接口電路主要包括脈沖鑒定與轉換單元、叫醒單元、信息發(fā)送單元與信息接收單元。最后對各個模塊電路進行仿真驗證,并同時給出隔離式串行通信接口電路的版圖設計以及基于Modelsim軟件和NC-Verilog軟件的仿真結果。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM912
【部分圖文】：

第二章 電池組管理系統(tǒng)技術與方案研究（2）集中式電池組管理系統(tǒng)：集中式電池組管理系統(tǒng)是將各個功能模塊都放在一個電池組管理系統(tǒng)中，該系統(tǒng)結構相對比較簡單、成本較低、通信更簡易，但是這種管理系統(tǒng)比較適合電池包容量比較小、模組及電池包形式固定的場合[33]。集中式電池組管理系統(tǒng)是將電池參數采集和主控器集中在一起的一種管理系統(tǒng)，它集中了電池參數監(jiān)測、電池剩余電量估計、過充、過放、數據處理與數據通信等主要功能。集中式管理系統(tǒng)的缺點是連線較長，使其在設計布線時較復雜，而且在均衡時導線上會存在一定的壓降，整個系統(tǒng)所能支持的通道數量也是有一定限制的。但是這種方式成本低，并且可以節(jié)約成本和空間，連線也比較方便，有利于信息的傳輸和資源利用。雪佛蘭的 Bolt 采用的就是集中式管理系統(tǒng)。

2）充電可控性：電池組管理系統(tǒng)可以根據電池的特性，控制充電器按其式進行充電，保證電動車的續(xù)航里程。3）放電可控性：電池組管理系統(tǒng)可以根據電池的電壓、溫度和放電電流析后來控制電池組的放電程度，保證電池和駕駛員的安全。4）一致性：當電池組內單體電池電量之間出現不一致時，可以采用動態(tài)池的使用壽命[36]。5）可靠性：電池組管理系統(tǒng)由專用采集芯片和單片機組成，其可靠性高對電池和電池組管理系統(tǒng)自身的診斷功能。6）易維護性：電池組管理系統(tǒng)具有信息儲存和診斷功能，當電池出現問速定位，并且能夠預測電池的健康狀況，方便對電池進行維護。7）實時監(jiān)控性：電池組管理系統(tǒng)具有人機互動界面，可以直觀地實時監(jiān)觀測電池的一致性。

（a） 共模電池電壓檢測方式 （b） 差模電池電壓檢測方式圖 2.3 電池電壓檢測方式（2）電池電流檢測技術電池電流檢測的方法一般有霍爾電流傳感器檢測和分流器檢測兩種方法�；魻杺髌鳈z測電流的方法是利用霍爾元件，將一次側電流通過一定的比例關系輸出相應的流，霍爾傳感器的作用是能夠讓動力線穿過，具有隔離作用，并且安全性和可靠性高分流器檢測實際是利用一個小電阻，當電流流過該電阻會有一定的電壓產生，讓系統(tǒng)行電流采集處理。分流器電流檢測的方法優(yōu)點是具有更好的線性度，成本也較低，但由于分流器是直接接觸系統(tǒng)主回路，需要一定的絕緣保護措施。（3）電池溫度檢測技術當電池組工作在溫度過高或者溫度過低的環(huán)境中時，都會對其產生不同程度影響有時甚至會危害電動汽車的行駛安全。當電池組工作溫度過高時，電池組的壽命會明縮短，甚至會出現嚴重損壞的現象。電池組溫度過低時，能量的利用率降低，嚴重時

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相關期刊論文 前10條

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本文編號：2816113