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电动汽车电池办理体系技能趋势及计划精选

电动车未来将以锂电池为主要动力驱动来源,主因在于锂电池有高能量密度优势,所以性能较为稳定。然而锂电池大量生产时品质不易掌握,电池芯出厂时电量

电动车未来将以锂电池为首要动力驱动来历,主因在于锂电池有高能量密度优势,所以功用较为安稳。但是锂电池很多生产时质量不易把握,电池芯出厂时电量即存在些微差异,且跟着操作环境、老化等要素,电池间不一致性将愈趋显着,电池功率、寿数也都将变差,再加上过充或过放等状况,严峻时或许导致起火燃烧等安全问题。

电池办理体系BMS的重要性显而易见,BMS是动力电池组的中心技能,也是整车企业最为重视的环节。

一、技能及趋势

BMS归于电池包一部分,电池包是新动力轿车中心能量源,为整车供给驱动电能,它首要经过金属原料的壳体包络构成电池包主体。模块化的结构规划完成了电芯的集成,经过热办理规划与仿真优化电池包热办理功用,电器部件及线束完成了操控体系对电池的安全维护及衔接途径;经过BMS完成对电芯的办理,以及与整车的通讯及信息交流。

BMS首要效果包括:估测电池的荷电状况,检测电池的运用状况,管控电池的循环寿数。在充电过程中对电池的热办理,启停锂电池的冷却体系,一起也办理单体电池之间的均衡,避免单体电池过充过放发生风险。别的监测整个电池的健康作业状况。

图表1 国内外干流BMS供货商的技能参数

材料来历:一览众咨询收拾

现在电池办理体系有自动式均衡和被迫式均衡两种办理形式。两种办理形式各有优缺点,所选用的方法遍及为收集单体电池电压,串联电流,以及温度以及电池组的电压,然后将这些信号传给运算模块进行处理宣布指令,最终将整个处理的信息指令经过CAN通讯体系传送给轿车中心操控单元或整车VMS体系。

二、国内车用BMS厂家浅析

国内干流车用BMS厂家都有被迫均衡技能,并且其间绝大部分都有自动均衡技能储备。在厂家给的装备单上,自动均衡是一个“选配”功用。被迫均衡的BMS装机量较大,占有新动力轿车市场较高的比例,远远高于自动均衡BMS的市场比例。国内的新动力轿车首要是中低端产品,考虑到本钱及装备需求方面,被迫均衡相对较易承受。跟着新动力轿车产品的向高端开展,对BMS的要求也越来越高,自动均衡技能将成为未来的开展趋势。

在软件方面其最中心的技能在于SOC的估测算法,电动轿车动力电池的电荷状况估测是BMS操控算法的中心地点,直接影响到电动轿车的运用寿数和运转安稳性状况。SOC 是BMS中最重要的参数,现在大部分BMS厂家的SOC预算精度是在5%以内的,部分是在8%以内。

关于BMS的技能,现在各大芯片厂家都推出了自己的解决计划,以及针对性的底层芯片,供厂家进行二次开发。常用的干流计划以及芯片有这么几个大的厂商,TI(德州仪器)、ST(意法半导体)、ADI(亚德诺)、ATMEL(艾特梅尔)、Infinen(英飞凌)、Linear(凌力尔特)、Maxim(美信)等厂家。国内的BMS企业都是在此基础上进行二次开发,包括硬件规划,软件的建立等。

三、ADI、ON、TI电动轿车电池办理解决计划

(一)ADI全阻隔式锂离子电池监控和维护体系

1.计划特色

锂离子电池组包括很多的电池单元,有必要正确监控才干进步电池功率,延伸电池寿数确保安全性。计划中的 6 通道 AD7280A 器材充任主监控器,向体系演示渠道评价板供给准确的电压丈量数据,而 6 通道 AD8280 器材充任副监控器和维护体系。

AD8280 是一款用于锂离子电池组的纯硬连线安全监控器,合作 AD7280A 运用时,可供给具有可调阈值检测和共用或独自报警输出的低本钱、冗余、备用电池监控器。它具有自测功用,因而合适混合动力电动轿车等高牢靠性使用或许不间断电源等高压工业使用。AD7280A 和 AD8280 均从监控的电池单元取得电源。

ADuM5404集成一个DC-DC转化器,用于向ADuM1201和ADuM1401阻隔器的高压端供电,以及向AD7280ASPI接口供给VDRIVE电源。这些4通道、磁性阻隔电路是安全、牢靠、易用的光耦合器代替解决计划。

2. 计划框图

3. 芯片参数

3.1 ADI AD7280A 参数

单颗处理 4-6 s 前端

12 Bit ADC 采样,均匀每通道采样时刻1 us

能够对6个通道的电压和温度进行监测,典型

精度达±1.6 mV (典型值)

多个 AD7280A 可选用菊花链衔接,单个电路

板最多可监控 48 个电池单元,转化只需7 μs

供给被迫式电池单元平衡操控功用

转化形式下功耗小于6 mA

断电形式下功耗小于1.8 uA

SPI 通讯供给CRC 校验确保数据的牢靠性

3.2 ADI AD8280 参数

电压规模:6.0 V–30 V

多路输入可监控 3-6 路电池电压和 2 个温度

可调监控阀值:过压、欠压、过温

报警选项:独自或许共用报警

可经过菊花链方法衔接

(二)ON 电池监护计划

(三)TI推出电池自动式均衡负载技能

1.计划特色

TI引荐电动车所选用的自动均衡方法:每个电池芯藉由矩阵开关操控变压器与充电线路的组合,构成一个有调整功用的电压/电流蓄水池的功用,当电池芯由于屡次充放电后发生不一致性而导致整组电池充放电容量下降,可藉由后端衔接蓄水池的线路做调整,充电时不会由于监控到某个电池芯内压过高而中止充电,放电时也能够彻底的100%的开释动力,从而延伸电动车的行进间隔。

TI在阻隔式DC-DC自动均衡技能的动力转化功率高达87%。像EM1410芯片组由5颗中心芯片加上5颗电源供给芯片所组成,其间最首要的 EMB1432为十四信道AFE芯片、EMB1428为七信道闸操控器芯片,与EMB1499为七信道电压操控芯片等,来建构十四通道双向自动式电池芯均衡功用,串联14颗电池芯与最高60V作业电压,供给5V双向均衡电压与最大750V仓库输出电压才能,并满意AECQ-100车用电子验证标准。

2.芯片参数:

2.1 EMB1432Q

单颗处理 14S前端模仿

最高输入耐压60V

输出电压差错为+/- 1mV

SPI 通讯支撑1MHz

契合ACE-Q100轿车标准

2.2 EMB1428Q

最高输入耐压60V

SPI 通讯支撑1MHz

最低待机功耗(100uA)

契合ACE-Q100轿车标准

2.3 EMB1499Q

最高输入耐压60V

SPI 通讯支撑1MHz

最低待机功耗(30uA)

契合ACE-Q100轿车标准

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