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电动汽车中的数字电源控制和电池管理策略|亚搏手机版网站
来源:亚搏手机版网站    发布时间:2021-01-29 01:04:01
本文摘要:正如亨利福特在1923年所说,即使节约几磅车的重量,它们也能进入得更晚,消耗的燃料很少。

正如亨利福特在1923年所说,即使节约几磅车的重量,它们也能进入得更晚,消耗的燃料很少。这永恒的真理是锂电池化学行业将世界引向新一代电动汽车的理由。但是,笔记本电脑的锂离子电池爆炸事件在我们的记忆中还很清楚,考虑到电动汽车电池的更大总能量,这个形象可以说进一步缩小了。

这方面的担心及其主要原因增进了高度智能的电池管理系统(BMS )的发展。这种电池管理系统为了应对安全性、成本、电池寿命、汽车旅行、夜间电池等的拒绝,必须与大功率电池系统进行通信。

这必须妥协以实现更低的碳排放量和更高的油耗。随着汽车制造商确认下一代电池管理和电池系统的拒绝,半导体公司正在进行应对这些拒绝的产品开发过程。

本文讨论了电动混合动力汽车(PHEV )中的大功率(“3kW”)、拒绝设计离线式电池充电器、体系结构和挑战,为这种应用构建数字电源体系结构的理由电动汽车设计环境电动交通工具是指高压电池和电机用于前进的车辆。与仅通过内燃机(ICE )获得动力的汽车相比,该技术的优点在于,在电动机产生转矩(特别是加速中)时比ICE效率高得多。另外,电动汽车在制动时可以反复使用动能,但其他种类的汽车不能作为热量损失。

混合动力汽车(HEV )与新的PHEV汽车不同,用于加速低容量的电池和电机辅助的主要ICE。通过对这样的混合扭矩施加再生制动能力,可以进一步提高油耗,增加碳排放量。

但是,增加废气在针对汽车零排放的最近法律中几乎没有被拒绝。因此,作为新兴汽车的PHEV的动力几乎来自洗手电网的能量。

所谓的系列电动车与并联HEV不同,并不是从两个来源混合扭矩。所有前进扭矩来自更大的马达,通常小于80kW。根据情况,不减少小型、性能优化的行驶距离ICE,作为解决问题的电动汽车电池的行驶距离允许问题使用。

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ICE是发电机用来给马达供电和给电池供电的。无论是PHEV还是HEV,通过减少高压电池和电机,汽车的电气、机械、安全性系统都发生了根本的变化。因此,最终需要简单、高度智能的电力电子和电池管理系统。

电池设计的挑战在过去100年左右,工程师已经完善了汽油前进系统。现在OEM及其供应商开始改变过去的方式,组成联盟,突破常规,集中力量优化电动前进系统。电动前进系统的高成本表明,在产品开发和部件复杂度方面,必须使用简单、容错的汽车智能和动力电子系统对几十千瓦的电力进行倒计时管理。

在传统的汽油动力汽车中,测量油量是非常简单的任务。根据明确的汽车,油量表可能只是与送往零件的冷却盘管连接驱动的双金属条。

在电动汽车中,油箱是由串联/并联连接的多个电池单元(可能有100个以上)组成的高压电池。电荷状态(SOC )的正确判别拒绝每节电池的正确电压测量(数毫伏以内)。

这是电池管理系统的工作。BMS是向中央处理装置报告电池单元的电压、电流、温度等详细信息,中央处理装置管理计算出的电池SOC的高精度系统。不仅电池不会误报电池SOC,还不会延长电池的寿命,不会产生没有安全性的潜在损害。

为了尽量避免这种情况,通过硬件内置测试功能和为了电池单元的过电压/欠电压监视等安全上重要的功能而获取的N 1检查维护,以确保系统可靠性的ISO26262等符合新标准的IC为业电池组的一个电池必须转移到深静电状态时,或者成为过剩的电池时,该电池有可能永久破损,有可能成为热失控自我破坏状态。因此,除了主要的电池监视系统以外,还需要二次维护。

更先进的设备BMS需要实时电压和电流测量,是以倒数测量电池电阻的一种方式。电阻是电池健康状态(SOH )最重要的命令。图1 :适用于多电池数量的电池管理系统。

图1显示了不能够测量电池SOC和SOH的典型的电池单元装置和BMS。请注意,串联电池组的任何电池单元都允许电池组整体的容量。换言之,当某个电池单元延迟到仅次于其他电池的电压以上时,需要中断电池或静电的周期。

(图中用绿色表示)单元均衡电路用于保证所有单元完全均匀分布的电池和静电。电池充电器的基本原理电动汽车充电器根据输出电力/输出电压进行分类。

一种充电器一般构建在电路板上,输出95V到265V的交流电压,电池能力在1.5kW到3.3kW之间。专用的2种和3种充电器在240V/480V配线系统下工作,需要更高速地完成电池,但仅限于汽车电池和连接器的限制范围内。例如,SAEJ1772是目前北美地区唯一认可的电动汽车连接器标准,电力允许在16.8kW以下。与作为便携式电子设备使用的电池不同,汽车级电池根据环境可以应对非常小的充电电流,会影响电池寿命等热失控。

充电器的额定(c )被定义为流过电池的电流,与以安培时间(Ah )为单位测定的电池容量成比例。例如,1C充电器以1A的电流供给1Ah电池。

以往的锂离子电池有可能限于1C,但有些汽车电池使用远远超过这个限制值的电流电池,可以延长再电池时间。实际上,以480V/三相电压工作的大功率三种充电器,供应电动汽车电池的时间和一箱汽油的时间相似。请注意,电动汽车的电池容量一般在千瓦时响应,千瓦时额定值除以额定电池的缓慢电压,可以与电池的安培时额定值紧密关联。例如,要使24KWh的电池从10%电池变为满充电状态,日产LEAF电动汽车构建的3.3kW充电器需要8小时。

另外,由于电动汽车电池的静电深度会影响电池单元的寿命,因此必须注意这样的电池在电池循环开始时一般至少必须拥有10%的电池容量。


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