蓝冠官网《Q374919》在全电动或混合动力汽车应用中,高压锂离子电池组管理面临许多挑战。充放电循环必须被监控和控制,为了安全考虑,电池组通常会产生几百伏特的电压,蓝冠官网 必须被隔离。特别地,本文将研究锂离子电池监控的需求,并回顾在电池监控子系统、数字通信子系统和隔离接口中使用的体系结构和组件。
在管理系统中,蓝冠注册 电池监测板采用两个关键的子系统来可靠地监测细胞的健康状况,并将数字结果传递给协调系统运行的主处理器。在板上的高压电池传感电路和通信设备之间采用光隔离的信号接口将这些子系统分开,以确保高压不会危及数字子系统。
锂离子电池的特点
满足电动汽车性能、安全性和可靠性要求的复杂电子系统基本上直接源自锂离子电池的特性。在正在放电的锂离子电池中,锂离子在(典型的)石墨阳极中被电离,而锂离子通过电解液通过隔板到达阴极,从而导致电荷流动。充电过程会使电流反向流动,使锂离子从阴极通过隔板到达阳极。
这种化学过程的性能和可靠性取决于电池的温度和电压。在低温下,化学反应会减慢,降低电池电压。随着温度的升高,反应速率增加,直到锂离子电池组件开始分解。当温度超过100℃时,蓝冠招商 电解液开始分解,释放出气体,从而在没有减压机制的电池中产生压力。在足够高的温度下,锂离子电池可能会经历热失控,因为氧化物分解释放出氧气,这进一步加速了温度的上升。
因此,保持锂离子电池的最佳运行条件是电池管理系统的关键要求。设计控制/管理系统的挑战是确保可靠的数据收集和分析,以监测和控制车内锂离子电池的状态——锂离子电池本身的特性加剧了这个问题。
在像Chevy Volt这样的电动汽车中,电池组包含288个棱柱状锂离子电池,这些电池又被分为96个电池组,这些电池组相互连接,提供386.6V dc的系统电压。这些电池组依次与温度传感器和冷却元件组合成四个主要的电池模块。连接到每个电池组的电压检测线在每个电池模块顶部的连接器中终止,电压检测线束将连接器连接到每个电池模块顶部的电池接口模块。这里,4个颜色编码的电池接口模块工作在电池组的不同位置,对应4个模块组直流电压关设的低、中、高电压范围。
电池接口模块的数据向上移动到电池能量控制模块(图1)。电池能量控制模块将故障情况、状态和诊断信息传递给混合动力列车控制模块,后者作为主控制器进行车辆液位诊断。在任何时候,整个系统每十分之一秒运行500多个诊断;其中85%的诊断侧重于电池组的安全性,其余的诊断则着眼于电池性能和寿命。
多层印制板
下游的电池性能分析始于battery-interface控制模块等中使用的一个雪佛兰Volt(图2)。为高信号完整性设计的,但是印刷电路板使用的组合trace-layout技术,隔离技术,和地面飞机来帮助确保信号的完整性在这个具有挑战性的环境。最上层包括大部分组件,包括光隔离器、接地平面和带有多个通孔的信号道,这些通孔提供了与下层的连接。在第二层,电源和接地平面分布在PCB的高压区域下;第三层包含通过这些区域的信号轨迹。PCB的另一侧是第四层,用于接地平面和信号轨迹,并包含一些附加组件。