低功耗電池管理系統(tǒng)設計
電池管理系統(tǒng)是電動汽車中重要的組成部分,電池管理系統(tǒng)的好壞直接影響電池組的使用壽命、電動汽車的正常運行。前面分析了電池管理系統(tǒng)的功耗將引起電池組的能量損耗,影響電池組的有效使用,下面將針對磷酸鐵鋰動力電池設計一種低功耗的電池管理系統(tǒng),以減少電池的能耗,避免電池過充過放,充分利用動力電池,同時有效管理電池組,延長電池的循環(huán)使用壽命。
電池管理系統(tǒng)主要由單節(jié)電池檢測模塊、CAN通信模塊、觸摸屏模塊、均衡模塊、充電機等組成,如圖所示:
單節(jié)電池檢測模塊分別對每一節(jié)電池電壓、溫度進行檢測;觸摸屏模塊對電池組總電壓、總電流進行檢測,并對電池組的充電過程進行控制。低電壓電動汽車每組電池的電池數為16節(jié),串聯(lián)在一起,總電壓約為48V。
觸摸屏模塊檢測電池組總電壓、總電流,并在觸摸屏模塊上把電池組總電壓、總電流、單節(jié)電池電壓、溫度等重要信息實時顯示出來。觸摸屏模塊同時通過CAN總線與充電機、均衡模塊和電機控制器進行通信,對動力電池組的充放電過程進行監(jiān)測和控制,是管理系統(tǒng)的核心。
磷酸鐵鋰動力電池組充電過程如下:開始階段,充電機對磷酸鐵鋰動力電池組進行串聯(lián)充電,單節(jié)電池檢測模塊對單節(jié)電池電壓、溫度進行檢測,將檢測結果通過CAN通信送給觸摸屏微處理器,觸摸屏微處理器監(jiān)測、控制串聯(lián)充電過程。按照單節(jié)電池電壓控制串聯(lián)充電的方式充電,當串聯(lián)充電結束時,觸摸屏模塊檢測到某節(jié)或某幾節(jié)電池SOC較低,需要啟動均衡模塊時,觸摸屏發(fā)出信號,啟動對應電池的均衡模塊。當均衡充電模塊完成對各單節(jié)電池的均衡充電后,均衡充電模塊停止工作,觸摸屏微處理器顯示電池組充電完成。
通過磷酸鐵鋰動力電池組充電實驗驗證,均衡充電模塊能很好地對電池組中各單節(jié)電池進行均衡充電,通過電池組均衡充電裝置,能使電池組中各單節(jié)電池都充滿電量。