電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)的層次化、模塊化設(shè)計(jì)

由于電動(dòng)車(chē)電池系統(tǒng)是由成百上千個(gè)電芯單元集成，考慮到汽車(chē)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(chē)底盤(pán)不同的位置，由動(dòng)力總成和中央處理單元統(tǒng)一管理；每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池模塊也是有多個(gè)電芯通過(guò)并聯(lián)和串聯(lián)組成，由模塊的電控單元進(jìn)行管理，通過(guò)CAN總線把電池模塊的信息匯報(bào)給中央處理器和動(dòng)力總成單元，中央處理器和動(dòng)力總成單元把這些信息經(jīng)過(guò)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(guò)CAN總線匯報(bào)給車(chē)輛管理系統(tǒng)。電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)的層次化，模塊化的設(shè)計(jì)就要求電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的層次化、模塊化(圖2)。

圖2：層次化、模塊化的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

電池管理系統(tǒng)的芯片集成技術(shù)

汽車(chē)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(hào)采集的精度下降；外部節(jié)點(diǎn)增多，難以做到自動(dòng)化測(cè)試，提高測(cè)試成本，降低測(cè)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。

凹凸科技(O2Micro)為全球提供首顆支持>5節(jié)電池串聯(lián)單芯片保護(hù)和檢測(cè)的方案OZ89xx，該方案還支持多芯片級(jí)聯(lián)的應(yīng)用。目前采用該芯片的電池管理系統(tǒng)方案已成功用于純電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)電池模塊電控單元中。

表1以標(biāo)準(zhǔn)電池模塊為例介紹分立方案和集成方案的比較。

由此可見(jiàn)，集成芯片的解決方案對(duì)提高系統(tǒng)的可靠性，降低成本具有十分重要的作用，他是電池集成技術(shù)中硬件設(shè)計(jì)技術(shù)的核心。

本文小結(jié)

未來(lái)，動(dòng)力鋰電池在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中具有廣闊的前景，而電池管理系統(tǒng)將對(duì)于電池安全使用，以及和車(chē)輛管理的溝通起著關(guān)鍵的橋梁作用。電池管理技術(shù)包括硬件設(shè)計(jì)技術(shù)和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，而其中高壓混合信號(hào)處理技術(shù)及芯片設(shè)計(jì)是硬件設(shè)計(jì)核心，不僅是保證在汽車(chē)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高可靠、高速、高精度信號(hào)采集和處理的關(guān)鍵，也是提高測(cè)試覆蓋率、支持在線檢測(cè)和降低成本的關(guān)鍵；而軟件的核心則包括電池管理的算法，通訊協(xié)議的支持以及動(dòng)力總成的相關(guān)技術(shù)等。凹凸科技(O2Micro)是全球主要電池管理解決方案的供應(yīng)商之一，憑借其在電池保護(hù)和管理多年的芯片設(shè)計(jì)和方案設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，掌握了具有國(guó)際先進(jìn)水平的電池管理技術(shù)，為全球電池廠商，系統(tǒng)廠商提供了高品質(zhì)技術(shù)服務(wù)，為中國(guó)電動(dòng)車(chē)的發(fā)展貢獻(xiàn)了自己的力量。