跟着电动轿车 (EV) 日益盛行,怎么在反映实在续航路程的一起让轿车愈加经济实惠,成为轿车制造商面对的应战之一。首要,这意味着需求下降电池包本钱并进步其能量密度。电芯中存储和耗费的每瓦时能量都对延伸续航路程至关重要。
电池办理体系 (BMS) 的首要功用是监测电芯电压、电池包电压和电池包电流。此外,鉴于 BMS 的高电压规划,需求丈量高压域和低压域之间的绝缘电阻,然后捕捉电池结构中的缺点并避免风险情况产生。
图 1 展现了典型的 BMS 架构,其间包括电池办理单元 (BMU)、电芯监控单元 (CMU) 和电池接线盒 (BJB)。BMU 一般包括一个微操控器MCU),用来办理电池包中的一切功用。传统电池接线盒是具有电源接触器的继电器箱或开关箱,用于将整个电池包与负载逆变器、电机或电池充电器衔接。
图 1a 显现的是传统 BMS。接线盒内部没有有源电子产品,电池接线盒中一切的丈量都在电池办理单元进行。电池接线盒经过线缆衔接到模数转化器ADC端子。
图 1b 显现的是智能电池接线盒。接线盒内部具有专用的电池包监测器,可以丈量一切电压和电流,并经过简略的双绞线通讯将信息传递给 MCU。这有助于消除布线和线束,并以更低的噪声改善电压和电流丈量。
图 2 展现了启用BQ79731-Q1的电池包监测器在电池接线盒内所丈量的不同高电压、电流和温度。
电压:高电压丈量运用分压电阻器串来完成。此类电压丈量可监测体系中高电压元件的运转状况。
温度:温度丈量监测分流电阻器的温度,以便 MCU 可以运用补偿,此外,接触器的温度也在监测下,以保证其接受的应力不超出正常运转条件。
分流电阻器 - 因为电动轿车中的电流可以高达数千安,因而分流电阻值要十分小,为 25µOhms 至 50µOhms;
霍尔效应传感器- 用于丈量高电压轨上仍处于阻隔状况的电动轿车电流。一般情况下,其动态规模有限,因而,体系中可能会运用多个传感器来丈量整个规模。
为了避免在短路、高压端子或设备毛病的情况下对电池包形成严重损坏,有必要在 BMS 中检测并防备过流事情。集成在电池接线盒单元中的过流电路将运用经过丈量分流电阻器或霍尔效应传感器和电池包监测器的电流,然后对该丈量值进行处理,并将其与电池包监测器内的阈值进行比较。它们都可以经过专用输出宣布过流事情信号,用于启用熔断高压分离器(爆破熔丝)。因为对信号的反应时刻需求尽可能快,因而咱们在电池包监测器材中布置了专用信号处理途径进步反应速度。
电压和电流同步是指丈量电池包监测器和电芯监测器之间进行电压和电流采样存在的延时时刻。这些丈量首要用于经过电化学阻抗盯梢剖析 (EIS) 来核算荷电状况和运转状况。经过丈量电芯的电压、电流和功率来核算电芯阻抗,BMS 就可以监测轿车的瞬时功率。
电芯电压、电池包电压和电池包电流有必要完成时刻同步,以便供给更准确的功率和阻抗预算。进行采样的特定时刻距离称为同步距离,同步距离越小,功率预算或阻抗预算越准确。荷电状况预算越准确,那么驾驶员估计的剩下续航路程就越准确。
新一代 BMS 需求将同步电压和电流丈量推迟操控在 1ms 内,但要满意这项要求会面对如下应战:
TI的电池监测器可以经过向电芯监测器和电池包监测器宣布ADC 发动指令来坚持时刻联系。这些电池监测器还支撑推迟 ADC 采样,以此补偿经过菊花链接口传输 ADC 发动指令引发的传达推迟。
智能电池接线盒的另一个优势是可经过运用多功用菊花链接口简化数据通讯,不只适用于电池包和电池电芯监测器材,还适用于长途器材(如 EEPROM存储器或放置在车辆不同物理方位模块中的各类传感器)。在这种情况下,电池包和监测器材还充任接口转化器,供给经过菊花链接口传输的I2C或 SPI 数据,然后减少了布线和线束,从而下降了电动轿车的全体分量。
轿车行业的大规模电气化开展促进需求经过在接线盒中添加来下降 BMS 复杂性,而且要进步体系安全性。电池包监测器可以在本地丈量继电器之前和之后的电压,以及整个电池包的电流。进步电压和电流丈量的精度可以直接促进对电池的充分利用。TI 的 BQ79631-Q1 和 BQ79731-Q1 器材可以将体系的一切必要功用集成到单个器材中,以此优化智能电池接线盒的功用,并下降其未来本钱。经过有用的电压和电流同步,可以对运转情况状况、荷电状况和 EIS 进行准确核算,从而充分利用电池。
此外,TI 的 BQ79616-Q1 和 BQ79718-Q1 电池电芯监测器系列可完成准确的电芯电压和温度丈量,以此作为 CSU 布置的一部分,助力创立完善的 BMS 生态体系。
,处理器用DSP2812,要收集模拟量电压电流温度,可是不知道该怎么挑选AD转化芯片 还望高手点拨
中的电流可以双向活动,所以电源开关有必要可以双向传导和阻挠电流。当车辆处于停止状况(停放车辆)时,
包本钱并进步其能量密度。电芯中存储和耗费的每瓦时能量都对延伸续航路程至关重要。
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