● 摘要
随着环境问题和能源危机的加剧,促使大众节能环保意识增强,汽车作为大众消费品和国家支柱产业是亟待变革的重要工业领域之一,电动汽车将成为国家发展战略一个课题,将会使人类生活与环境、能源的矛盾得到一定的缓解和调和,是未来汽车工业发展的趋势。电池管理系统是电动汽车电子部分的一个核心控制单元,对电动汽车安全运行起着至关重要的作用。
为增强电池管理系统的功能,本文论述了电池内阻测量原理、方法和电池组均衡实现方法。首先,本文介绍电池管理系统的主要功能,概述了蓄电池内阻测量常用的两种方法,并进行简要的对比分析。针对电池组的不一致性,详细对比目前所用均衡方法和均衡策略,为后续设计电路奠定了基础。
其次,详细分析交流注入法测量蓄电池内阻的电路原理,计算了元件参数。对电池和参考电阻注入交流小信号,分别进行电压采样及信号放大,经过放大的信号通过模拟乘法器AD630和低通滤波器后,进行ADC转换,将模拟信号转化为数字信号,处理得到的内阻数据,通过RS485总线传输到电池管理系统。
再次,本文就目前均衡方法进行改进,提出适合于本项目电池数量少的均衡结构,采用隔离型均衡拓扑,利用有源钳位的单端正激变换器作为能量转移单元,使能量在电池组和单体电池之间进行流动,达到均衡的目的。计算了均衡拓扑元件参数,并进行稳定性分析,详细设计了均衡控制电路,给出了均衡控制算法。
最后,开展了串联锂电池组电池管理系统实验,包括电池内阻测量实验和电池组均衡实验。分析了实验结果,实验结果验证了所提出的方法的有效性。对其中存在的问题进行分析,提出了后期改进的一些建议。