新聞中心

EEPW首頁(yè) > 電源與新能源 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 一種新能源汽車電池管理系統(tǒng)主動(dòng)均衡方案

一種新能源汽車電池管理系統(tǒng)主動(dòng)均衡方案

作者:陸科,吳志紅,朱元 時(shí)間:2012-08-20 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  摘要:本文介紹了一種基于16位單片機(jī)和8位單片機(jī)的電動(dòng)汽車系統(tǒng)的主動(dòng)均衡方案。通過(guò)變壓器來(lái)轉(zhuǎn)移能量,使得各電池之間電量始終保持均衡,避免過(guò)充電或過(guò)放電的狀況發(fā)生,可以大大提高電池的壽命和使用效率。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/135910.htm

  背景介紹

  隨著環(huán)保節(jié)能愈加受到重視,汽車成為汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而蓄電池則是制約汽車推廣及產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)很重要的因素。為了提高蓄電池的使用壽命,各大廠商提出了很多不同的解決方案,系統(tǒng)就是其中的一種,因?yàn)槠淠軌虼蠓岣咴须姵匦阅芏玫搅藦V泛的研究。

  經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),如果電池長(zhǎng)期工作在過(guò)充電或者過(guò)放電的情況下,會(huì)對(duì)電池造成較大的影響,會(huì)導(dǎo)致電池的容量下降。隨著電池使用次數(shù)增加,其容量也會(huì)隨之變小。而且,容量變化的程度不一,即使是同一品牌的電池使用相同的時(shí)間后,其容量變化情況也不盡相同。由于電動(dòng)汽車需要多個(gè)電池串聯(lián)起來(lái)組成電池包來(lái)供電,一般來(lái)說(shuō),若干個(gè)電池組成一個(gè)電池模塊,若干個(gè)電池模塊再串聯(lián)起來(lái)組成電池包。在使用一段時(shí)間后,每個(gè)電池的容量會(huì)有不同程度的下降,這樣,便造成了電池模塊內(nèi)部以及電池模塊間的不均衡狀態(tài)。電池包的整體容量受到單個(gè)“短板”電池的限制,利用率被大大減小。汽車每次充電的里程數(shù)也會(huì)大大縮短。正是在這樣的背景下,系統(tǒng)和電池的均衡方案被提出。

  電池管理系統(tǒng)可以對(duì)單個(gè)電池的工作狀況進(jìn)行檢測(cè),包括電池電壓、工作電流及環(huán)境溫度。同時(shí),利用電池電量均衡策略,可以消除電池間電量的差異,提高電池的使用率,避免由于電池過(guò)充或過(guò)放而引起的危及電池壽命和行車安全的情況出現(xiàn)。

  方案介紹

  目前電池管理系統(tǒng)的方案主要分為被動(dòng)均衡方案和主動(dòng)均衡方案兩大類,都是為了解決電池模塊內(nèi)部不均衡問(wèn)題提出的。所謂被動(dòng)均衡方案,是指使用電阻等被動(dòng)消耗電池多余能量的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電池間的均衡。與被動(dòng)均衡不同,主動(dòng)均衡采用了進(jìn)行了能量的轉(zhuǎn)移的策略,即將電量最多的電池的電量轉(zhuǎn)移到其它電池,或者是將其它電池的電量轉(zhuǎn)移給電量最少的電池。與被動(dòng)均衡方案相比,主動(dòng)均衡方案的電池能量利用率更高,所以本文將介紹主動(dòng)均衡方案。

  圖1表示的則是一種利用反激式變壓器來(lái)對(duì)電池多余能量進(jìn)行儲(chǔ)藏和轉(zhuǎn)換的主動(dòng)均衡方案。如圖所示,變壓器的初級(jí)線圈連接整個(gè)電池模塊,次級(jí)線圈與單個(gè)電池連接。初級(jí)線圈和次級(jí)線圈都各自有開(kāi)關(guān)控制是否與電池形成回路?! ?/p>

 

  在電壓掃描模式下,依次閉合與各電池相連的次級(jí)線圈很短時(shí)間,然后斷開(kāi),可以將對(duì)應(yīng)電池的電壓傳遞至所有線圈。在初級(jí)線圈進(jìn)行采樣并得到各電池的電壓值后,計(jì)算其平均值,可以比較得出電壓值與平均值相差最多的那個(gè)電池。如果該電池的電壓高于平均值,則需要將其電量轉(zhuǎn)移到整個(gè)電池組中。如圖2中所示,假設(shè)第5節(jié)電池為電量最多的電池,則先閉合第5節(jié)電池的次級(jí)線圈,使電流流過(guò)該次級(jí)線圈,由于自感的存在,電池中轉(zhuǎn)移出的能量在線圈中以磁場(chǎng)的形式得到存儲(chǔ)。儲(chǔ)能完成之后,再斷開(kāi)次級(jí)線圈;在次級(jí)線圈的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的同時(shí),必須閉合初級(jí)線圈開(kāi)關(guān)。此時(shí),變壓器就從儲(chǔ)能模式進(jìn)入了能量輸出模式。能量通過(guò)初級(jí)線圈輸入整個(gè)電池模塊中,這種方式也被稱為“頂部均衡”。反之,如果偏差最大的電池電壓小于平均值,那么則需要把其他電池的電量轉(zhuǎn)移到這一節(jié)電池中來(lái)。如圖3所示,假設(shè)第2節(jié)電池的電量最低,那么先閉合初級(jí)線圈開(kāi)關(guān),讓整個(gè)電池組開(kāi)始對(duì)變壓器初級(jí)線圈充電;充電完成之后,再斷開(kāi)初級(jí)線圈;在初級(jí)線圈開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的同時(shí),閉合相應(yīng)的次級(jí)線圈開(kāi)關(guān),讓初級(jí)線圈中的能量轉(zhuǎn)移到低電量的電池中。這種方式也被稱為“底部均衡”。

移動(dòng)電源相關(guān)文章:移動(dòng)電源是什么




關(guān)鍵詞: 英飛凌 電池管理 新能源 201208

評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉