电动汽车的电池管理系统控制

凹凸科技电池管理系统方案

目前采用凹凸科技(O2Micro)芯片的电池管理系统方案已成功用于纯电动车和混合动力车中。这些锂电池管理系统的主要架构为：锂电池管理系统由O2Micro提供前端AFE，带微处理器的本地控制单元，中央控制单元和一些输入输出接口组成。电池管理系统最基本的作用是监控电池的工作状态，包括电池的单体电压、系统电压、系统电流和电池的温度，实时估算电池的剩余容量，管理电池的工作情况，避免出现过充、过、，过热，以及单体电池之间电压严重不平衡的现象，以便让电池达到最大限度的循环寿命。

为了让电动汽车整车的动力分布更合理以及尽量提供最大的输出能量，大部分纯电动汽车的电池管理系统都是分布式的架构；而混合动力车由于电池包相对比较小，所以会存在集中式的架构。无论何种架构，凹凸科技(O2Micro)的前端检测芯片都可以实现对电池的监控。



图：采用凹凸科技(O2Micro) 芯片的锂电池管理系统的架构图

在分布式锂电池管理系统里凹凸科技(O2Micro)的多串电池管理芯片OZ890支持可达13路电压检测通道和3路外部温度检测通道，作为AFE可以采集系统中所有单个电芯的电压和温度信息， 然后通过I2C总线把此信息传递给本地电控单元，再经过本地电控单元的处理传递给中央电控单元。可以根据系统中每个电池包的电池串的多少，去决定每个电池包中所用的前端检测芯片OZ890的个数。同时OZ890可以根据采样的信息以及电控单元的控制，对不平衡的电芯进行均衡控制，以延长整个电池管理系统的寿命。而电池包的个数，更是取决于系统电压以及整车中动力的排布。

凹凸科技(O2Micro)的前端检测芯片除了可以应用在锂电池管理系统中，也可以应用于铅酸电池管理系统。对于传统的铅酸电动车而言，因为不会像锂电池存在不安全性，所以大部分应用中都没有采用管理系统。其实铅酸电池在电动车中同样需要管理系统来防止电池过充、过放、过温， 因为这些现象的发生都会对铅酸电池造成不可逆的损坏，造成整个系统的循环寿命的下降；同时，铅酸电池的自放电很大，很难控制，就会容易造成电芯之间不均衡的现象，虽然电芯厂已经经历对电芯实行配组筛选，也很难做到一致，导致部分电池过充或者过放，从而导致电池的寿命下降，也提高了电池的维护成本，所以铅酸电池管理系统的均衡功能就非常重要。凹凸科技(O2Micro)的电池管理芯片的ADC动态范围很广，可以应用于铅酸电池的管理系统中，做到基于单体电池的监控和均衡，延长了电池的寿命，降低维护成本。



铅酸电池的管理系统功能和锂电池系统类似，由于铅酸电池标准包大部分是12V、6V，或者储能的2V。 如果12V的包，那就是6个2V的单体组成的包，这也限定了前端采样的使用个数。而电池包的个数则由整车电压和整车动力分布所决定。

铅酸电池管理系统中采用凹凸科技(O2Micro)的OZ8930或 OZ8940芯片作为前端监控，负责铅酸电池模块中每个单格2V的采样，以及有2路温度检测通道负责监控铅酸电池的温度。AFE所有采集的电池的状态和信息都会通过I2C传递给本地电控单元；本地电控单元处理之后再送给中央电控单元。中央电控单元会根据整个系统中电池的状态去让AFE适时对相应的电芯做均衡管理，同样中央电控单元也会把电池系统的信息反馈给整车中央控制器，整车控制器会根据电池的状态去控制电机以及充电器，从而保证电池系统在一个安全可靠的范围内运行。

总结

随着电动汽车的发展和动力电池普遍使用，电池管理系统的作用越来越重要。电池管理技术就是通过实时检测和估算电池状态、温度、电流、直流内阻、极化电压、SOC、最大可用容量、老化程度以及一致性等，并据此提供电池（组）的优化使用方法，既防止电池（组）出现滥用和不合理使用，保障其使用的安全性和长寿命；又能最大限度的发挥其性能，提高车辆运行的效率、驾驶的舒适性，实现电池容量和能量利用的高效性。凹凸科技(O2Micro)通过和系统厂商及电池厂商的紧密协作，越来越多的产品被应用到动力锂电池的保护和管理的领域，并开发出动力锂电池的管理系统，成为动力电池管理技术的领跑者和市场的开拓者。凹凸科技(O2Micro)开发的锂离子和铅酸电池管理系统，可延长电池的循环寿命，已逐渐应用于电动车和各种储能市场，极大提高了系统的附加值。凹凸科技(O2Micro)愿意为中国乃至全球电动汽车的发展，贡献自己的绵薄之力。