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+基于TIBQ77910的新型锂电池管理系统的设计

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

           本世纪初以来,锂电池生产与研究获得了非常大的突破,因其拥有的诸多良好优点,如放电电压稳定,自放电率低,工作温度范围宽,无记忆效应,储存寿命长,重量轻,体积小等特点,已经慢慢地代替了传统的镍镉蓄电池及铅酸蓄电池,在社会生产和日常生活的应用领域越来越宽,变成了目前主流的动力电池。因为在锂电池内部,其化学反应非常复杂,在人们不断完善电池自身性能的同时,也在对电池的管理技术及使用进行不断的研究,以增加电池使用寿命,提高电池效率,最大地发挥电池性能。

        目前电池实现智能化的途径有两种,一种是采用一些专用的集成电路来实现,一种是采用集成了模拟模块的单片机来实现。       

        本锂离子电池管理系统 (Battery Management System),如图 1 所示,

主要由电池组 SOC 估算模块和电池组均衡和保护模块两个部分组成,电动车中央管理系统通过 I2C 总线与这两个 模块进行通信,电池组均衡和保护模块可以独立完成电池的故障保 护和均衡功能,上层可以通过 I2C 总线读取相应的电池信息。电池组 SOC 估算模块实时监控电池组的信息,并供上层管理系统随时查阅。

        BMS 的均衡主要是针对单体电池离散性大的问题,当锂离子电组在充放电的时候,因为其单体电池之间的离散性大,必然容易致电池组中有的电池充电快,有的充电慢,也就是说,当有的电池电还没充满的时候,有的电池已经要过充了,若不采取合适的措来保证充电的一致性,将引发严重的安全事故,同样在放电时,
没有均衡措施,当电池组中大部分电池仍然还一定的电量的时,个别电池可能已经欠压了,这将严重损害电池的使用寿命。

       电池管理系统从架构来说可以分为集中式和分布式管理两种型,集中式的管理系统优点是系统集成度高,系统内部通信简单于集中管理,但对于中央控制系统的要求高。德州仪器公司的7910可完成锂离子电池管理系统的保护和均衡功能的处理。本经过分析研究后拟采用集中式管理架构并选择 BQ77910 为平台计实现锂离子电池组保护和均衡的集成解决方案。 该锂电子电池理方案不仅具备集中式电池管理系统的优点,同时通过优化的设大大地降低了系统对中央处理器的资源要求,还通过可编程的保功能,以及可配置的硬件设计大大增加了灵活性和可伸缩性。该系统的主要特点是:支持 4 到 10 节锂离子电池串联;独立电池电压控,对于电池组的过流和短路,电池的过压/欠压等故障的检测具宽泛的可编程检测阈值与延迟时间;硬件直接检测和控制电池的放电。基于 BQ77910 内部 50mA 电池电路可实现自动电池均衡统使用一个独立的比较器来检查电池是否达到均衡的阈值以确定是否启动均衡,然后找出超过阈值电压最高的电池进行放电,同一时刻只有一个电池在在放电。本系统电池均衡和保护电路如图 2

图 2 电池均衡和保护电路 

          锂电池的寿命与使用方式有很大的关系,不恰当的使用方式会加速电池容量的衰减,同时对于电动自行车用户来说,实时准确地 显示电量信息非常有必要,所以,对 SOC (State of Charge 剩余电量)的准确估算就显得尤为重要。选择 TI 公司的 BQ34Z100 来进行 电池组的 SOC 估算。本文通过测量电池的电压,电流和温度信息并 用阻抗跟踪算法来确定电池组的 SOC。 

你好  我的电路在测试过程中,没有均衡动作,能否帮忙看一下?谢谢!

看到了

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