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1、电动汽车分布式电池充放电管理的研究电动汽车分布式电池充放电管理的研究摘要:根据电池组在电动汽车上的使用要求,设计出基于RS485总线的分布式电池管理装置,其由若干测试模块和一台监测和显示模块组成。每节电池配备一台测试模块,测试单元内置自带模数转换的单片机,解决了电池单体电压和温度的实时精确采集问题,采用分段插值法预测单体电池的剩余电量,为分析电池状况提供依据。在电池充电时实施PWM分流法,监测和显示模块分析各节电池状况,通过测试模块内部的PWM分流电路,实现单节电池的均衡充电,克服电池间的不一致性。关键词:电池管理；RS485总线；均衡充电；PWM分流Researchondist
2、ributedbatterycharge-dischargemanagementinelectricvehicleAbstract:Accordingtotheapplicationrequirementofbatterybankusedinelectricvehicle,adistributedbatterymanagementdevicebasedonRS485busisdesigned.Thedeviceiscomposedofmeasuringmodulesforeachbattery,amonitor,anddisplaymodule.Themeasuringmodul
3、econtainsasinglechipmicrocomputerwithAD,realizesprecisionmeasurementtovoltageandtemperatureofeachbattery.Themethodofsubsectioninsertvalueisadoptedtoforecastthesparecapabilityofeachbattery,thusthestatusofbatteriescanbeestimated.Whenbatterybankischarged,PWMdistributingmethodiscarriedout.Themoni
4、torandthedisplaymoduleanalyzethestatusofeachbattery,PWMdistributingcircuitinmeasuringmodulerealizestheequalizationchargeforsinglebattery.Sothedisequilibriumamongbatteriescanbeovercome.Keywords:batterymanagement;RS485bus;equalizationcharge;PWMdistributing电动汽车分布式电池充放电管理的研究1引言电池是电动汽车的动力源,在电动汽车中占
5、有重要的地位。如何有效管理和监控电池一直是电动汽车的关键技术之一,电动汽车的电池管理系统是电动汽车必不可少的重要组成部分。为了适应电动汽车技术的发展,不断有性能更高、价格更便宜的电池研制出来。与电机和电池技术、电机控制技术相比,电动汽车电池管理还不是很成熟,电动汽车电池管理系统应该是一个基于微处理器的实时监测系统,对电池实现实时自动检测和诊断,每节电池的情况应及时显示在驾驶员仪表板上,并能对汽车行驶过程中的电池剩余电量进行估算,将信息及时反馈给驾驶员。通过监测和控制单个电池的性能,最大化电池的充放电效果,保证电池可靠运行,都是电池管理系统应解决的问题。从电动汽车的使用过程中发现,
6、单个电池的寿命远比电动汽车中的电池寿命长,研究表明这是因为电池存在不一致性,充放电过程也不一致,而不断重复的充放电过程更加剧了不一致现象,充电少的电池寿命缩短,引起整个电池组的寿命缩短。本文研制的电池管理装置,除实现电池管理系统的正常功能外,采用PWM分流法对电池的外部参数进行优化,实现均衡充放电,可克服电池间的不一致性,延长电池组的使用寿命。2分布式电池管理系统测量电池品质最直观的办法就是测量电池的端电压,其能直接反映电池的过充电和欠充电。为检测单节电池电压,要在电池两极引出采样线。例如:24节电池一一串联组成电池组,则要引出25根采样线,检测装置通过端子接入采样线。电池串联组
7、成电池组,其后一节电池的负极与前一节电池的正极相连,由此造成的端电压测量不共地问题难以解决,为此最早的电池电压检测装置采用分压测量方法来解决这一问题。图1所示为分压测量方法,将每节电池正极对地的电压进行分压后,通过多路模拟开关进行分时测量,结合分压系数和前几节电池的测量电压计算出当前电池的电压。电动汽车分布式电池充放电管理的研究图1分压测量方法Fig.1Measuringmethodofvoltagedivision显然该方式存在误差累积,在电池节数较多时精度难以保证,故其分压电
