鋰離子電池組監(jiān)控系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn) ― 鋰電池組管理系統(tǒng)測試及結(jié)論

7.2電流檢測

電流檢測功能測試按圖7.3所示連接。在電池組、保護(hù)器與負(fù)載構(gòu)成的工作回路中，利用電流鉗來測試實(shí)際工作電流，同時(shí)將保護(hù)器檢測到的電流值上傳到上位機(jī)應(yīng)用程序顯示。

由于條件所限，這里僅檢測了10A以下范圍的放電電流，共測試3組，具體數(shù)據(jù)見表7.2.

由于系統(tǒng)實(shí)際電流測試范圍設(shè)計(jì)為為80A以內(nèi)，因此電流檢測精度并不高，實(shí)測結(jié)果顯示可以控制在100mA左右，可以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

7.3溫度檢測

保護(hù)器共有4路溫度檢測通道，對(duì)溫度檢測功能測試的方法是，將4路溫度檢測電路的熱敏電阻和萬用表的溫度檢測探頭同時(shí)置入80℃的熱水中，觀察記錄保護(hù)器傳遞給上位機(jī)應(yīng)用程序顯示的溫度值與萬用表測得的溫度值。

測試結(jié)果表明檢測電路的溫度值與萬用表的測量值有2℃內(nèi)的誤差，基本滿足設(shè)計(jì)要求，但溫度檢測電路的響應(yīng)速度較萬用表測量的溫度慢，主要原因在于熱敏電阻本身響應(yīng)速度較慢，因此在對(duì)溫度保護(hù)要求較高的應(yīng)用中，可考慮其它測溫技術(shù)。

7.4過充、過放保護(hù)功能測試

測試該功能時(shí)，按照?qǐng)D7.4所示連接系統(tǒng)。

測試時(shí)，通過調(diào)整電池模擬器中某節(jié)電池的電壓，分別使之低于設(shè)定的鋰電池最低放電電壓和高于最高充電電壓，觀察保護(hù)器中的充放電狀態(tài)指示燈，測量充放電控制MOS管的管壓降，觀察上位機(jī)顯示的保護(hù)板工作狀態(tài)來判讀是否實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的保護(hù)功能。

系統(tǒng)實(shí)際設(shè)定的最低放電電壓為2.5V，最高充電電壓是4.2V，實(shí)際測試結(jié)果表明保護(hù)器分別在模擬器電壓達(dá)到2.510V和4.195V時(shí)，可以立即關(guān)斷放電或充電回路，實(shí)現(xiàn)了基本的過充和過放電保護(hù)功能。

7.5過流和短路保護(hù)測試

過流保護(hù)主要是由單片機(jī)依據(jù)電流采集所獲得的采樣值和設(shè)置的電流保護(hù)閾值進(jìn)行比較，來決定是否關(guān)斷充電或放電回路。測試電路結(jié)構(gòu)圖如圖7.5所示。

當(dāng)檢測到電流大于設(shè)定保護(hù)值時(shí)，由單片機(jī)輸出控制信號(hào)切斷MOSFET開關(guān)。

短路保護(hù)功能仍然利用電流采集電路獲得的電壓值和門限電壓進(jìn)行比較，短路時(shí)比較電路輸出脈沖作為單片機(jī)的中斷輸入，在中斷程序中切斷回路，實(shí)時(shí)地進(jìn)行短路保護(hù)。

7.6溫度保護(hù)

溫度保護(hù)功能是在環(huán)境溫度低于或超過一定值時(shí)，使系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，主要通過比較檢測溫度和系統(tǒng)設(shè)置的最高溫度、最低溫度來進(jìn)行充放電保護(hù)。

通過實(shí)際測試，保護(hù)器實(shí)現(xiàn)了高低溫保護(hù)功能。

7.7結(jié)論

經(jīng)過測試，該系統(tǒng)基本滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期的目的。盡管如此，但是由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的匱乏和時(shí)間的限制，系統(tǒng)還有進(jìn)一步完善和改進(jìn)的空間：

⑴電池組在均衡的過程中，由于采用的是能量損耗法，所以保護(hù)器上的溫度會(huì)較高。這需要我們研究用簡單可靠的非損耗型均衡法來實(shí)現(xiàn)電池組的均衡。

⑵電路板在設(shè)計(jì)時(shí)尺寸較大，不利于在電動(dòng)車的鋰電池組附近安裝。目前，準(zhǔn)備把系統(tǒng)分成3部分制板，這樣可以大大減小電路板的面積。

⑶電流檢測的精度雖然可以滿足本系統(tǒng)的需要，但是精度不高。后期需要我們研究新的電流采集電路提高電流檢測的精度。