鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年11月21日
電池管理系統硬件構成分為哪些模塊?為何電路短路的狀況發生頻繁?
電動車自燃事件在電動車逐漸遍布城鄉的現今并不罕見。為何這樣危險的意外事故時有發生呢?產品質量很重要,車主使用也很關鍵。
由于電動車動力來源于電池,電動車的內部電路繁多復雜,倘若使用不當,缺失保養,內部電路電線極易出現老化問題,在電動車使用過程中由于發熱而導致電路短路的狀況,引起電動車自燃。
如何避免這樣的危險事故的發生?
首先,在選購電動車時應當選擇產品信譽較好的品牌,注意質量總是第一。好的廠家的電動車電瓶的質量相對較為可靠。要知道許多電動車事故源于電瓶問題。
其次,在使用過程中,要注意按名牌指示給電瓶充電。電動車充電過程也容易起火,如電源電壓、電流過大,或者充電器不匹配等問題都可能引起電瓶爆炸的危險事故。
同時,在使用過程中應該經常注意檢修電路線路,防止電線老化催生短路、自燃等意外事件。
電池使用常識:1、選購時應注意產品質量,選購正規廠家生產的合格產品;2、使用前需閱讀銘牌,嚴格按照銘牌指示操作,選用配套或者相匹配的充電器,在額定電壓、電流下安全充電;3、盡量避免過充電或者充電不足等情況。在電池充電完成后使用,有利用延長電池的使用壽命,也減少不安全事故的發生。
電動汽車是指全部或部分由電機驅動的汽車。目前主要有純電動汽車、混合電動車和燃料電池汽車3種類型。電動汽車目前常用的動力來自于鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池等。
鋰電池具有高電池單體電壓、高比能量和高能量密度,是當前比能量最高的電池。但正是因為鋰電池的能量密度比較高,當發生誤用或濫用時,將會引起安全事故。而電池管理系統能夠解決這一問題。當電池處在充電過壓或者是放電欠壓的情況下,管理系統能夠自動切斷充放電回路,其電量均衡的功能能夠保證單節電池的壓差維持在一個很小的范圍內。此外,還具有過溫、過流、剩余電量估測等功能。本文所設計的就是一種基于單片機的電池管理系統[1]。
1電池管理系統硬件構成
針對系統的硬件電路,可分為MCU模塊、檢測模塊、均衡模塊。
1.1MCU模塊
MCU是系統控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型號的單片機。該系列所有的MCU均采用增強型M68HC08中央處理器(CP08)。該單片機具有以下特性:
(1)8MHz內部總線頻率;(2)16KB的內置FLASH存儲器;(3)2個16位定時器接口模塊;(4)支持1MHz~8MHz晶振的時鐘發生器;(5)增強型串行通信接口(ESCI)模塊。
1.2檢測模塊
檢測模塊中將對電壓檢測、電流檢測和溫度檢測模塊分別進行介紹。
1.2.1電壓檢測模塊
本系統中,單片機將對電池組的整體電壓和單節電壓進行檢測。對于電池組整體電壓的檢測有2種方法:(1)采用專用的電壓檢測模塊,如霍爾電壓傳感器;(2)采用精密電阻構建電阻分壓電路。采用專用的電壓檢測模塊成本較高,而且還需要特定的電源,過程比較復雜。所以采用分壓的電路進行檢測。10串錳酸鋰電池組電壓變化的范圍是28V~42V。采用3.9M?贅和300k?贅的電阻進行分壓,采集出來的電壓信號的變化范圍是2V~3V,所對應的AD轉換結果為409和*。
對于單體電池的檢測,主要采用飛電容技術。飛電容技術的原理圖如圖1所示[2],為電池組后4節的保護電路圖,通過四通道的開關陣列可以將后4節電池的任意1節電池的電壓采集到單片機中,單片機輸出驅動信號,控制MOS管的導通和關斷,從而對電池組的充電放電起到保護作用。
如圖1所示,為電池組后4節的保護電路圖,通過四通道的開關陣列可以將后4節電池的任意1節電池的電壓采集到單片機中,單片機輸出驅動信號,控制MOS管的導通和關斷,從而對電池組的充電放電起到保護作用。
以上6節電池可以用2個三通道開關切換陣列來實現。MAX309為1片4選1、雙通道的多路開關,通過選址實現通道的選擇。開關S5、S6、S7負責將電池的正極連接至飛電容的正極。開關S2、S3、S4負責將電池負極連接至飛電容的負極。三通道開關切換陣列結構與四通道開關切換陣列類似,只是通道數少1路。工作時,單片機發出通道選址信號,讓其中1路電池的正負極與電容連接,對電容進行充電,然后斷開通道開關,接通跟隨放大器的開關,單片機對電容的電壓進行快速檢測,由此完成了對1節電池的電壓檢測。若發現檢測電壓小于2.8V,則可推斷出電池可能發生短路、過放或保護系統到電池的檢測線斷路,單片機將馬上發出信號切斷主回路MOS管。重復上述過程,單片機即完成對本模塊所管理的電池的檢測。