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電池管理系統(tǒng)的主要功能
名稱：示波器
品牌：
型號：
簡介：電池管理系統(tǒng)與電動汽車的動力電池緊密結(jié)合在一起，對電池的電壓、電流、溫度進行時刻檢測，同時還進行漏電檢測、熱管理、電池均衡管理、報警提醒，計算剩余容量、放電功率，報告SOCSOH狀態(tài)，還根據(jù)電池的電壓電流及溫度用算法控制最大輸出功率以獲得最...
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- 產(chǎn)品介紹
電池管理系統(tǒng)與電動汽車的動力電池緊密結(jié)合在一起，對電池的電壓、電流、溫度進行時刻檢測，同時還進行漏電檢測、熱管理、電池均衡管理、報警提醒，計算剩余容量、放電功率，報告SOC&SOH狀態(tài)，還根據(jù)電池的電壓電流及溫度用算法控制最大輸出功率以獲得最大行駛里程、以及用算法控制充電機進行最佳電流的充電，通過CAN總線接口與車載總控制器、電機控制器、能量控制系統(tǒng)、車載顯示系統(tǒng)等進行實時通訊。
電池管理系統(tǒng)的基本功能：1）監(jiān)測單體電芯的工作狀況，例如單體電池電壓、工作電流、環(huán)境溫度等。2）保護電池，避免電池工作在極端的條件下發(fā)生電池壽命縮短，損壞，甚至發(fā)生爆炸、起火等危害人身安全的事故。
一般而言，電池管理系統(tǒng)必須具備以下電路保護功能：過壓和欠壓保護、過流和短路保護、過高溫和過低溫保護、為電池提供多重保護以提高保護和管理系統(tǒng)的可靠性(硬件執(zhí)行的保護具有高可靠性、軟件執(zhí)行的保護具有更高的靈活性、管理系統(tǒng)關(guān)鍵元器件失效的保護為用戶提供第三重保護)。這些功能可以滿足大部分手機電池、電動工具和電動自行車應(yīng)用的需要。
電動汽車對電池管理系統(tǒng)提出更高挑戰(zhàn)
電動汽車電池集成系統(tǒng)是一個開放的動力系統(tǒng)，它通過汽車級CAN總線進行通信，和車輛管理系統(tǒng)、充電機、電機控制器協(xié)同工作，以滿足汽車以人為本的安全駕駛理念。因此汽車級電池管理系統(tǒng)必須做到：滿足TS16949 和汽車電子的要求、實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集和高可靠性、汽車級CAN總線通訊、高抗電磁干擾的能力(最高級別的EMI/EMC要求)、在線診斷功能。
其主要功能為：電池電壓和溫度等信息的高速采集；實現(xiàn)電池高效率均衡，充分發(fā)揮電池集成系統(tǒng)的容量從而提高電池集成系統(tǒng)的壽命，同時減小熱量的產(chǎn)生；電池的健康狀況和剩余電量的估算和顯示；高可靠的通訊協(xié)議(汽車級CAN通訊網(wǎng)絡(luò))；動力總成技術(shù)要保證電池發(fā)生任何安全使用的前提下，充分發(fā)揮電池的潛力，保證電池的性能，提高電池的壽命；電池的溫度和散熱管理，是電池系統(tǒng)工作在溫度相對穩(wěn)定的環(huán)境條件；漏電檢測以及復(fù)雜的地線設(shè)計。
由于電動汽車中電池的分布環(huán)境非常復(fù)雜，處于高壓大功率的工作狀態(tài)，對EMI/EMC要求非常高，這就為電池管理系統(tǒng)的設(shè)計帶來了更大的挑戰(zhàn)。
電動汽車電池系統(tǒng)的層次化、模塊化設(shè)計
由于電動車電池系統(tǒng)是由成百上千個電芯單元集成，考慮到汽車的空間、重量的分配和安全的要求，這些電芯單元被劃分成標(biāo)準(zhǔn)的電池模塊，分布在汽車底盤不同的位置，由動力總成和中央處理單元統(tǒng)一管理；每個標(biāo)準(zhǔn)電池模塊也是有多個電芯通過并聯(lián)和串聯(lián)組成，由模塊的電控單元進行管理，通過CAN總線把電池模塊的信息匯報給中央處理器和動力總成單元，中央處理器和動力總成單元把這些信息經(jīng)過處理以后，把最終的有關(guān)集成系統(tǒng)的信息如剩余電量、健康狀況以及電池的能力相關(guān)信息等通過CAN總線匯報給車輛管理系統(tǒng)。電動汽車電池系統(tǒng)的層次化，模塊化的設(shè)計就要求電池管理系統(tǒng)設(shè)計的層次化、模塊化。
電池管理系統(tǒng)的芯片集成技術(shù)
汽車電池系統(tǒng)的可靠性要求極高，特別是高壓監(jiān)控部分，電池均衡部分，由于集成的解決方案少，很多方案采用分立元件搭配而成，導(dǎo)致：元件匹配度不好，信號采集的精度下降；外部節(jié)點增多，難以做到自動化測試，提高測試成本，降低測試覆蓋率，系統(tǒng)可靠性低；外部元件的功耗很難控制；系統(tǒng)尺寸大，成本高。
電池管理系統(tǒng)的基本功能：1）監(jiān)測單體電芯的工作狀況，例如單體電池電壓、工作電流、環(huán)境溫度等。2）保護電池，避免電池工作在極端的條件下發(fā)生電池壽命縮短，損壞，甚至發(fā)生爆炸、起火等危害人身安全的事故。
一般而言，電池管理系統(tǒng)必須具備以下電路保護功能：過壓和欠壓保護、過流和短路保護、過高溫和過低溫保護、為電池提供多重保護以提高保護和管理系統(tǒng)的可靠性(硬件執(zhí)行的保護具有高可靠性、軟件執(zhí)行的保護具有更高的靈活性、管理系統(tǒng)關(guān)鍵元器件失效的保護為用戶提供第三重保護)。這些功能可以滿足大部分手機電池、電動工具和電動自行車應(yīng)用的需要。
電動汽車對電池管理系統(tǒng)提出更高挑戰(zhàn)
電動汽車電池集成系統(tǒng)是一個開放的動力系統(tǒng)，它通過汽車級CAN總線進行通信，和車輛管理系統(tǒng)、充電機、電機控制器協(xié)同工作，以滿足汽車以人為本的安全駕駛理念。因此汽車級電池管理系統(tǒng)必須做到：滿足TS16949 和汽車電子的要求、實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集和高可靠性、汽車級CAN總線通訊、高抗電磁干擾的能力(最高級別的EMI/EMC要求)、在線診斷功能。
其主要功能為：電池電壓和溫度等信息的高速采集；實現(xiàn)電池高效率均衡，充分發(fā)揮電池集成系統(tǒng)的容量從而提高電池集成系統(tǒng)的壽命，同時減小熱量的產(chǎn)生；電池的健康狀況和剩余電量的估算和顯示；高可靠的通訊協(xié)議(汽車級CAN通訊網(wǎng)絡(luò))；動力總成技術(shù)要保證電池發(fā)生任何安全使用的前提下，充分發(fā)揮電池的潛力，保證電池的性能，提高電池的壽命；電池的溫度和散熱管理，是電池系統(tǒng)工作在溫度相對穩(wěn)定的環(huán)境條件；漏電檢測以及復(fù)雜的地線設(shè)計。
由于電動汽車中電池的分布環(huán)境非常復(fù)雜，處于高壓大功率的工作狀態(tài)，對EMI/EMC要求非常高，這就為電池管理系統(tǒng)的設(shè)計帶來了更大的挑戰(zhàn)。
電動汽車電池系統(tǒng)的層次化、模塊化設(shè)計
由于電動車電池系統(tǒng)是由成百上千個電芯單元集成，考慮到汽車的空間、重量的分配和安全的要求，這些電芯單元被劃分成標(biāo)準(zhǔn)的電池模塊，分布在汽車底盤不同的位置，由動力總成和中央處理單元統(tǒng)一管理；每個標(biāo)準(zhǔn)電池模塊也是有多個電芯通過并聯(lián)和串聯(lián)組成，由模塊的電控單元進行管理，通過CAN總線把電池模塊的信息匯報給中央處理器和動力總成單元，中央處理器和動力總成單元把這些信息經(jīng)過處理以后，把最終的有關(guān)集成系統(tǒng)的信息如剩余電量、健康狀況以及電池的能力相關(guān)信息等通過CAN總線匯報給車輛管理系統(tǒng)。電動汽車電池系統(tǒng)的層次化，模塊化的設(shè)計就要求電池管理系統(tǒng)設(shè)計的層次化、模塊化。
電池管理系統(tǒng)的芯片集成技術(shù)
汽車電池系統(tǒng)的可靠性要求極高，特別是高壓監(jiān)控部分，電池均衡部分，由于集成的解決方案少，很多方案采用分立元件搭配而成，導(dǎo)致：元件匹配度不好，信號采集的精度下降；外部節(jié)點增多，難以做到自動化測試，提高測試成本，降低測試覆蓋率，系統(tǒng)可靠性低；外部元件的功耗很難控制；系統(tǒng)尺寸大，成本高。
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