電力電池管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)

電動(dòng)汽車(chē)是完全或部分由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)?，F(xiàn)在有三種類(lèi)型的純電動(dòng)汽車(chē)，混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料動(dòng)力電池汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)現(xiàn)在常用的動(dòng)力來(lái)自鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池。

鋰離子電池具有高電壓、高比能和高能量密度。但正是由于鋰離子電池的高能量密度，當(dāng)誤用或?yàn)E用發(fā)生時(shí)，會(huì)造成安全事故。電池處理系統(tǒng)可以處理這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)電池處于充電過(guò)壓或放電欠壓狀態(tài)時(shí)，處理系統(tǒng)可以主動(dòng)阻斷充放電電路，其功率平衡功能可以保證單個(gè)電池的壓差維持在非常小的計(jì)劃內(nèi)。此外，還具有過(guò)溫、過(guò)流和剩余電量估算功能。本文所規(guī)劃的是一個(gè)基于單片機(jī)[1]的電池處理系統(tǒng)。

1.電池處理系統(tǒng)的硬件組成

該系統(tǒng)的硬件電路可分為單片機(jī)模塊、檢測(cè)模塊和均衡模塊。

1.1單片機(jī)模塊

單片機(jī)是系統(tǒng)控制的核心。本文使用的單片機(jī)為M68HC08系列GZ16型單片機(jī)。所有系列單片機(jī)均選用增強(qiáng)型M68HC08中央處理器(CP08)。該單片機(jī)具有以下特點(diǎn):

(1)內(nèi)部總線(xiàn)頻率為8mhz;(2)16kb內(nèi)置閃存;(3)兩個(gè)16位按時(shí)器接口模塊;(4)支持1MHz~8MHz晶體振蕩器的時(shí)鐘發(fā)生器;(5)增強(qiáng)的串口通信接口(ESCI)模塊。

1.2檢測(cè)模塊

檢測(cè)模塊將引入電壓檢測(cè)、電流檢測(cè)和溫度檢測(cè)模塊。

1.2.1電壓檢測(cè)模塊

在該系統(tǒng)中，由單片機(jī)對(duì)電池的總電壓和單電壓進(jìn)行測(cè)試。檢測(cè)電池組總電壓有兩種方法:(1)選擇特定的電壓檢測(cè)模塊，如霍爾電壓傳感器;(2)電阻分頻電路采用精密電阻。使用專(zhuān)用電壓檢測(cè)模塊成本高，而且還要專(zhuān)用電源，過(guò)程比較復(fù)雜。因此，選擇分壓電路進(jìn)行檢測(cè)。10系列錳酸鋰離子電池組的電壓變化方法為28v~42v。用3.9米嗎?脂肪和300k?將冗余的電阻器劃分為電壓，采集到的電壓信號(hào)的修改方法為2v~3v，對(duì)應(yīng)的AD變換結(jié)果為409和*。

有關(guān)單體電池的檢測(cè)，飛電容器的首選技巧。電容器飛行技能的示意圖如圖1所示[2],4天之后電池保護(hù)線(xiàn)路圖,經(jīng)過(guò)四通道的開(kāi)關(guān)陣列可以肆無(wú)忌憚的14電池的電池電壓收集單片機(jī),單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào),控制MOS管導(dǎo)通和關(guān)閉,然后電池充電和放電保護(hù)。

如圖1所示，為電池組后4段保護(hù)電路圖。通過(guò)四通道開(kāi)關(guān)陣列，將電池任意1段的電壓采集到MCU中，MCU輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制MOS管的導(dǎo)通和關(guān)機(jī)，保護(hù)電池組的充放電。

以上六節(jié)電池可以通過(guò)兩個(gè)三通開(kāi)關(guān)來(lái)切換陣列來(lái)完成。MAX309是一塊4選1，雙通道多路開(kāi)關(guān)，選擇后選中的通道。開(kāi)關(guān)S5、S6、S7用于將電池的正極與飛電容器的正極連接。開(kāi)關(guān)S2、S3和S4用于將電池的負(fù)極連接到飛行電容器的負(fù)極上。三路開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)與四路開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)陣列相似，只是通道數(shù)少了1。操作中,單片機(jī)宣布通道位置信號(hào),以便正負(fù)電極的電池和電容器連接,充電電容器,然后斷開(kāi)連接通道開(kāi)關(guān),連接到開(kāi)關(guān)的擴(kuò)張,快速檢測(cè)的單片機(jī)電容器電壓,從而完成了一個(gè)電池的電壓檢測(cè)。假如發(fā)現(xiàn)檢測(cè)電壓小于2.8v,可以推斷,電池可能有短路,在放電或保護(hù)系統(tǒng)的探測(cè)線(xiàn)電池壞了,單片機(jī)將立即宣布信號(hào)阻塞主循環(huán)MOS管。假如重復(fù)上述過(guò)程，單片機(jī)將完成對(duì)該模塊處理的電池的檢測(cè)。