工业分析 工业分析 动力电池教案6-1.管理系统.ppt

* * * * 可以实际扩充内容 * * 下图所示为隔离运算放大器在600V动力电池组管理系统中的应用，其中共有50块额定电压为12V的水平铅酸电池，其端电压被隔离运放电路逐一采集。 * * * * * * * * * * * * * * Page * 主讲教师：林雨姗 清华大学出版社 《动力电池管理及维护技术》 课程思政 Page 3 正所谓“玉不琢，不成器；人不学，不知义”。不要嫌父母说得多，不要嫌老师管得严，不要嫌同学们管得宽，首先要想想说得管得对不对、是不是为自己好，对了就要听。有些事没有做好，这不要紧，只要自己意识到、愿意改就是进步。自己没有意识到，父母、老师、同学指出来了，使自己意识到、愿意改也是进步。良药苦口利于病，忠言逆耳利于行。我们要养成严格要求自己、虚心接受批评帮助的习惯。 　　——2014年5月30日，习近平在北京市海淀区民族小学主持召开座谈会时的讲话 电动汽车动力电池管理与维护 动力电池管理系统 ——应用的中枢和关键 Page * 第六讲 动力电池管理系统 Page * 6.1 基本构成和功能6.2 数据采集方法6.3 电量管理系统 6.4 均衡管理系统 第六讲 动力电池管理系统 特斯拉对电池采用分层管理的设计——每 69 个电池单元并连成一个电池组，而 9 个电池组又串联成一个电池方块，最后再串联成整块电池板。每个电池单元，电池组，和电池方块都有保险丝，每个层级都会有电流，电压和温度的监控，一旦电流过大立刻熔断。 Page * 6.0 案例分析 6.1 基本构成和功能 电池管理系统（Battery Management System，BMS）是用来对车辆电池组进行安全监控及有效管理，提高蓄电池使用效率的装置。对于电动车辆而言，通过该系统对电池组充放电的有效控制，可以达到增加续驶里程，延长使用寿命，降低运行成本的目的，并保证动力电池组应用的安全性和可靠性。 Page * 6.1 基本构成和功能 在功能上，电池能量管理系统主要包括：数据采集、电池状态计算、能量管理、安全管理、热管理、均衡控制、通信功能和人机接口。下图为电池管理系统功能图。 Page * 6.2 数据采集方法-单体电压检测方法 （1）继电器阵列法 下图为基于继电器阵列法的电池电压采集电路原理框图，其由端电压传感器、继电器阵列、A/D转换芯片、光耦、多路模拟开关等组成。如果需要测量n块串联成组电池的端电压，就需要将n＋1根导线引入电池组中各节点。 Page * 6.2 数据采集方法-单体电压检测方法 （2）恒流源法 恒流源电路进行电池电压采集的基本原理是：在不使用转换电阻的前提下，将电池端电压转化为与之呈线性变化关系的电流信号，以此提高系统的抗干扰能力。在串联电池组中，由于电池端电压也就是电池组相邻两节点间的电压差，故要求恒流源电路具有很好的共模抑制能力，一般在设计过程中多选用集成运算放大器来达到此种目的。出于设计思路和应用场合的不同，恒流源电路会有多种不同形式，下图即为其中一种，它是由运算放大器和绝缘栅型场效应管组合构成的减法运算恒流源电路。 Page * 6.2 数据采集方法-单体电压检测方法 （3）隔离运放采集法 隔离运算放大器是是一种能够对模拟信号进行电气隔离的电子元件，广乏用作于工业过程控制中的隔离器和各种电源设备中的隔离介质。隔离运算放大器非常适合应用于电池单体电压采集，它能将输入的电池端电压信号与电路隔离，从而避免了外部干扰从而提高单体电压采集的精度，可靠性强。虽然该电路性能优越，但是成本费用高影响了它的应用的广乏性。 Page * （4）压/频转换电路采集 利用压/频（V/F）转换电路实现电池单体电压采集功能时，压/频变换器的应用是关键，它是把电压信号转换为频率信号的元件，具有良好的精度、线性度和积分输入等特点。下图为压/频变换器LM331用作高精度压/频转换的电路原理图，LM331是美国FS公司生产的高性价比集成V/F芯片，它采用了新的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围以内和电源电压低到4.0V都有极高的精度。 6.2 数据采集方法-单体电压检测方法 Page * （5）线性光耦合放大电路采集法 基于线性光耦合器件的电池单体电压采集电路实现了信号采集端和处理端之间的隔离，从而提高了电路的稳定性与抗干扰能力。图中线性光耦TIL300由一个利用红外LED照射而分叉配置的隔离反馈光二极管和一个输出光二极管组成，并采用特殊工艺际趵床钩ED时间和温度特性的非线性，使输出信号与LED发出的伺服光通量呈线性比例。 6.2 数据采集方法-单体电压检测方法 Page