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(yīng)運(yùn)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(jīng)逐漸成為國內(nèi)外各企業(yè)和高校的重點(diǎn)研究目標(biāo)。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(xiàn)任何異常情況時對其進(jìn)行保護(hù),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(xiàn)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(shù)的研究需要不斷深入。基于現(xiàn)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(lián)應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)電路進(jìn)行研究與設(shè)計,其中主要包含隔離式串行通信技術(shù)電路、電池組級聯(lián)技術(shù)電路和均衡管理技術(shù)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(shù)。通過隔離傳輸?shù)姆绞綔p少電動汽車在行駛過程中數(shù)據(jù)傳輸時所遇到的各種復(fù)雜的干擾情況,保證數(shù)據(jù)之間能夠穩(wěn)定有效地進(jìn)行傳輸,提高了駕駛的安全性;對于電池組級聯(lián)應(yīng)用,需要在減小電路設(shè)計復(fù)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(lián)技術(shù),其中包括隔離式級聯(lián)技術(shù)和非隔離式級聯(lián)技術(shù)。此外,電動汽車電池組中電池電量的一致性至關(guān)重要,若電池組電池電量之間存在不一致性,會帶來嚴(yán)重的安全隱患。因此,本文設(shè)計了兩種被動均衡的方式,能有效地降低系統(tǒng)的復(fù)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(qiáng)有力的支撐。本文采用0.18μm BCD工藝進(jìn)行設(shè)計,先分別對隔離式串行通信技術(shù)電路、電池組級聯(lián)技術(shù)電路和均衡管理技術(shù)電路進(jìn)行了詳細(xì)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(zhuǎn)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(jìn)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(shè)計以及基于Modelsim軟件和NC-Verilog軟件的仿真結(jié)果。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(shù)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(jié)構(gòu)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(shù)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(shù)監(jiān)測、電池剩余電量估計、過充、過放、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信等主要功能。集中式管理系統(tǒng)的缺點(diǎn)是連線較長，使其在設(shè)計布線時較復(fù)雜，而且在均衡時導(dǎo)線上會存在一定的壓降，整個系統(tǒng)所能支持的通道數(shù)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(jù)電池的特性，控制充電器按其式進(jìn)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(jù)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(dāng)電池組內(nèi)單體電池電量之間出現(xiàn)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(jī)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(hù)性：電池組管理系統(tǒng)具有信息儲存和診斷功能，當(dāng)電池出現(xiàn)問速定位，并且能夠預(yù)測電池的健康狀況，方便對電池進(jìn)行維護(hù)。7）實時監(jiān)控性：電池組管理系統(tǒng)具有人機(jī)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(shù)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。霍爾傳器檢測電流的方法是利用霍爾元件，將一次側(cè)電流通過一定的比例關(guān)系輸出相應(yīng)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(dāng)電流流過該電阻會有一定的電壓產(chǎn)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(diǎn)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(hù)措施。（3）電池溫度檢測技術(shù)當(dāng)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(chǎn)生不同程度影響有時甚至?xí)：﹄妱悠嚨男旭偘踩�。�?dāng)電池組工作溫度過高時，電池組的壽命會明縮短，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞的現(xiàn)象。電池組溫度過低時，能量的利用率降低，嚴(yán)重時

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2816113