本文關鍵詞：電動汽車電池保護及狀態(tài)分析電路芯片的設計

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【摘要】：磷酸鐵鋰電池以其成本低、體積小、重量輕、可靠性高、容量大、電流大、無污染以及無記憶效應等特點成為了電動汽車最合適的儲能裝置之一。為了使磷酸鐵鋰電池在電動汽車使用過程中更加安全可靠,并使電池壽命得到延長,需要使用電路芯片對電池進行保護及狀態(tài)分析。論文通過對磷酸鐵鋰電池的特性以及電池保護電路的分析研究,設計了一款適用于電動汽車的磷酸鐵鋰電池保護和狀態(tài)分析芯片,該芯片不僅可以對電池的非正常狀態(tài)作出判斷并控制外部電路對電池進行保護,而且可以實現各節(jié)電池間電量的均衡,從而使電池的使用壽命得到進一步的延長。論文主要對均衡電路、SOC估算電路和保護模塊進行了設計。所設計的芯片可以獨立完成電池的保護、電量均衡和SOC估算等功能,并可通過改變電流路徑,使芯片在防止電池過充電的同時,保證外部充電電路仍能正常工作。芯片的設計使用了華潤上華公司的CSMC 0.5um CMOS工藝,通過Cadence軟件對電路進行了仿真。仿真結果表明芯片可以實現電池狀態(tài)的準確判斷,能很好地實現電池的保護、SOC估算和電量均衡的功能,滿足了設計要求。
【關鍵詞】：磷酸鐵鋰電池 電池保護芯片 電量均衡
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM912;U469.72
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 第一章 緒論5-9
• 1.1 課題背景5
• 1.2 國內外研究現狀5-7
• 1.2.1 國外研究與發(fā)展現狀5-6
• 1.2.2 國內發(fā)展現狀6-7
• 1.3 論文研究的主要內容及結構安排7-9
• 第二章 磷酸鐵鋰電池概述9-22
• 2.1 磷酸鐵鋰電池結構和工作原理9-11
• 2.2 磷酸鐵鋰電池技術參數簡介11-13
• 2.3 磷酸鐵鋰電池特性分析13-18
• 2.3.1 磷酸鐵鋰電池OCV特性。13-16
• 2.3.2 磷酸鐵鋰電池內阻特性16-18
• 2.4 SOC估算方法18-22
• 第三章 電路總體結構設計和應用22-26
• 3.1 芯片的工作原理22-23
• 3.2 芯片的系統結構設計23-26
• 第四章 模塊設計26-58
• 4.1 電池特征采集模塊26-36
• 4.1.1 電池單體電壓采樣電路的設計27-31
• 4.1.2 時鐘數的確定及控制信號的產生31-33
• 4.1.3 采樣控制電路的設計33-36
• 4.2 電池保護模塊設計36-47
• 4.2.1 過壓和欠壓狀態(tài)判斷電路36-40
• 4.2.2 過流和短路狀態(tài)判斷電路40-44
• 4.2.3 過溫狀態(tài)判斷電路44-46
• 4.2.4 保護控制電路設計46-47
• 4.3 均衡模塊設計47-52
• 4.3.1 電池電壓比較電路的設計47-49
• 4.3.2 均衡邏輯的產生49-51
• 4.3.3 均衡電路控制部分設計51-52
• 4.4 SOC估算模塊的設計52-54
• 4.5 時鐘源模塊設計54-56
• 4.6 電平轉換電路設計56-57
• 4.7 本章小結57-58
• 第五章 芯片外圍電路的設計58-61
• 第六章 其他電路61-69
• 6.1 帶隙基準電壓源的設計61-64
• 6.1.1 帶隙基準電壓源的原理61
• 6.1.2 帶隙基準電壓源電路的設計61-64
• 6.2 運算放大器和比較器的設計64-66
• 6.3 充電判斷電路的設計66-67
• 6.4 本章小結67-69
• 總結69-70
• 參考文獻70-73
• 致謝73-74

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本文編號：543304