為了減輕傳統(tǒng)汽車排放有害尾氣給環(huán)境所帶來(lái)的壓力,新能源汽車應(yīng)運(yùn)而生,其中電動(dòng)汽車便成為其典型的代表。電池組管理系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的重要管理系統(tǒng)之一,已經(jīng)逐漸成為國(guó)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(shí)對(duì)其進(jìn)行保護(hù),從而保障電池組使用的安全性和長(zhǎng)壽性,同時(shí)也可以提高電動(dòng)汽車的使用效率和駕駛過(guò)程中的安全性,并實(shí)現(xiàn)電池電量和能源利用的高效性。因此,對(duì)電池組管理系統(tǒng)技術(shù)的研究需要不斷深入�；诂F(xiàn)有的電動(dòng)汽車電池組管理系統(tǒng),本文針對(duì)電池組管理系統(tǒng)在串行通信、級(jí)聯(lián)應(yīng)用和均衡管理中存在的問(wèn)題,對(duì)電動(dòng)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(jì),其中主要包含隔離式串行通信技術(shù)電路、電池組級(jí)聯(lián)技術(shù)電路和均衡管理技術(shù)電路。由于電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中需要及時(shí)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(guò)隔離傳輸?shù)姆绞綔p少電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸時(shí)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(duì)于電池組級(jí)聯(lián)應(yīng)用,需要在減小電路設(shè)計(jì)復(fù)雜性的同時(shí),提高信號(hào)傳遞的可靠性,本文提出了兩種電池組級(jí)聯(lián)技術(shù),其中包括隔離式級(jí)聯(lián)技術(shù)和非隔離式級(jí)聯(lián)技術(shù)。此外,電動(dòng)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(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。因此,本文設(shè)計(jì)了兩種被動(dòng)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(shí)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(jì),先分別對(duì)隔離式串行通信技術(shù)電路、電池組級(jí)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(duì)各個(gè)模塊電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證,并同時(shí)給出隔離式串行通信接口電路的版圖設(shè)計(jì)以及基于Modelsim軟件和NC-Verilog軟件的仿真結(jié)果。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(gè)功能模塊都放在一個(gè)電池組管理系統(tǒng)中，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單、成本較低、通信更簡(jiǎn)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(chǎng)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(cè)、電池剩余電量估計(jì)、過(guò)充、過(guò)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(zhǎng)，使其在設(shè)計(jì)布線時(shí)較復(fù)雜，而且在均衡時(shí)導(dǎo)線上會(huì)存在一定的壓降，整個(gè)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(dòng)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(lái)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(shí)，可以采用動(dòng)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(duì)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(chǔ)存和診斷功能，當(dāng)電池出現(xiàn)問(wèn)速定位，并且能夠預(yù)測(cè)電池的健康狀況，方便對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)。7）實(shí)時(shí)監(jiān)控性：電池組管理系統(tǒng)具有人機(jī)互動(dòng)界面，可以直觀地實(shí)時(shí)監(jiān)觀測(cè)電池的一致性。

（a） 共模電池電壓檢測(cè)方式 （b） 差模電池電壓檢測(cè)方式圖 2.3 電池電壓檢測(cè)方式（2）電池電流檢測(cè)技術(shù)電池電流檢測(cè)的方法一般有霍爾電流傳感器檢測(cè)和分流器檢測(cè)兩種方法�；魻杺髌鳈z測(cè)電流的方法是利用霍爾元件，將一次側(cè)電流通過(guò)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(dòng)力線穿過(guò)，具有隔離作用，并且安全性和可靠性高分流器檢測(cè)實(shí)際是利用一個(gè)小電阻，當(dāng)電流流過(guò)該電阻會(huì)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(cè)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(cè)技術(shù)當(dāng)電池組工作在溫度過(guò)高或者溫度過(guò)低的環(huán)境中時(shí)，都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生不同程度影響有時(shí)甚至?xí)：﹄妱?dòng)汽車的行駛安全。當(dāng)電池組工作溫度過(guò)高時(shí)，電池組的壽命會(huì)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(guò)低時(shí)，能量的利用率降低，嚴(yán)重時(shí)

【參考文獻(xiàn)】

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