【正文】 根據(jù)汽車的使用特點，其實用的動力電池一般應具有比能量高、比功率大、自放電少、工作溫度范圍寬、能快速充電、使用壽命長和安全可靠等特點。 （ 4）安全管理 具體功能是監(jiān)視電池電壓、電流、溫度是不是越過正常范圍；防止單體電池過充。 （ 9）故障診斷功能 能夠與車輛檢測儀器進行通信等，診斷系統(tǒng)故障，方便車輛的維修。系統(tǒng)監(jiān)測所有電池的電壓，溫度等工作狀態(tài)，根據(jù)用戶選定的充電模式發(fā)出充電電流和電壓的指 令給充電樁，系統(tǒng)通過 CAN 總線與充電樁通信，具有過壓、過溫保護功能，要求設(shè)計相應的充電管理硬件及軟件完成相應的功能。 蓄電池的主要性能指標 （ 1）電動勢：指電池正負極之間的電位差 E。 （ 1）實際容量：一定條件下電池輸出的能量，放電時間與放電電流的乘積。 自放電率是指電池在在沒有負荷條件下存放時間內(nèi)電池容量損失的速度，用單位時間內(nèi)下降的電池容量百分數(shù)表示。荷蘭 Philips 公司于 20 世紀 70 年代左右成功運用 LaNi5 儲氫合金開發(fā)了鎳氫電池， 可是因為衰減太快所以進展緩慢。 隨著燃料電池汽車的研制開發(fā)和混合動力汽車的產(chǎn)業(yè)化，近幾年來鎳氫電池得到了很普遍的關(guān)注，伴隨著鎳氫電池技術(shù)的發(fā)展，它的功率密度、能量密度、快速充電能力和循環(huán)壽命都會得到很大幅度的提高，進而價格也會降低。 由于 恒壓充電也 存在一些缺點， 首先 在最開始充電的時候 電流會很大， 但是到了 充電 的 末期 會隨著 電池電動勢 升高電池的 電流 變得 很小， 不容易完全將充電設(shè)備利用起來 ，充電電壓的 很 小 一個 變化會導致電流非常大的變 動 。涓流充電 的時候能使 電流 恒定而 且 數(shù)值 比較小，隨著電池狀態(tài)恢復，整流器 的 電壓 會隨著電池狀態(tài)而 升高， 因此涓流充電實際上 是 跟 恒流充電 非常相似的充電 方 法 。 U , It恒 流恒 壓充 電 電 流充 電 電 壓0U , IT 1T 2U 2I 1I 2I 3 有的時候因為情況比較急需要在最短的時間內(nèi)為電池充滿電量同時呢也是為了最大限度 利用 蓄電池 充電時候 的化學反應速度 ， 減少 電池 充滿電的時間，而且還要避免充電時電池兩極出現(xiàn)的 極化現(xiàn)象， 延長 蓄電池 的 使用 壽命 。通過間歇停充，使蓄電池經(jīng)化學反應產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池 里面的 的 氣體 壓 強 ，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行，使蓄電池可以吸收更多的電量。 ti / A0理 想 充 電 曲 線充電電流充 電 時 間 電池極化是困擾著電池地 快速充電的 一大難題 ， 鎳氫 電池充電 如果 時間過長，會 產(chǎn)生 充電 的 監(jiān)測 很慢 ， 而且會損耗很多電 ，電池內(nèi)部 如果發(fā)生 極化 的問題 ， 就會把電池的壽命嚴重折損 ， 既不安全又浪費了電池，給環(huán)境帶來大的污染，同時這樣也違背了 智能充電 相關(guān)標準 。 各種各樣的 電動汽車都可 以 采用這個方法，如果電流測量值 數(shù)據(jù)精 確 ， 并且有 相當多數(shù)據(jù)來的估計其起始的 狀態(tài)，這是估計 SOC 的一種 既簡單又 可靠 實用 的 好 方法。 因為 均衡充電 電路的 設(shè)計 很不簡單 ， 涉計很多方面比較深的知識，所以本設(shè)計在這里只做一下關(guān)于理論方面的研究介紹 。 CAN 總線的標準采用的是多主方式，它在網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點 都可主動向其它節(jié)點發(fā)送信息，按系統(tǒng)實時性要求網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以分成不同的優(yōu)先級，采用短幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈路層，每一幀是 8b 而且容易就錯，采用光纖和雙絞線的傳輸介質(zhì)，節(jié)點數(shù)達到 110 個，傳輸速率傳達到 1Mb/s，廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼是它的最大特點，傳輸安全性很高，抗干擾能力和容錯能力都很強 。 分散式結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)采集是分散的，就是說每個電池包對應一個采集單元，這些單元與中心的 BMS 通過一根母線進行數(shù)據(jù)通信，其中的充電控制單元可能和中央處理單元分開，有的沒有總的 BMS 控制板，直接通過總線傳輸?shù)狡囍行目刂破?，有點是這種結(jié)構(gòu)減少了布線利于擴展電源系統(tǒng)，而且能分散安裝，利用總線進行連接與信息通信，可就近處理采集的數(shù)據(jù)而且精度很高這樣就更有可能很好的計算電池的狀態(tài)，方便電源管理系統(tǒng)的標準化建立，它的缺點是成本比較高而且靈活性也差一些，修改起來也麻煩，串行總線來傳輸數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)巡回監(jiān)測的速度受限制，導致數(shù)據(jù)的實時性比較低。 0RS S SC C C??? 其中 0SC 是標準的電流在標準的溫度下釋放出來的總電量，； SC? 實際上 是 把利用的電量折合成在標溫下電流放電后的電量 t0SC Kidt?? ?? 其中， K 是指電流的修正系數(shù)， K=wi*δ i， wi 表示標溫下 標準電流放電放出的電量跟其他形式放電量之比，δ i 是指溫度的修正系數(shù)。 CAN 通信 本章小結(jié) 本章從電池管理系統(tǒng)設(shè)計角度，確立了設(shè)計方案，介紹了電池管理系統(tǒng)設(shè)計方案，鎳氫電池的相關(guān)特性， 對各種充電方法做了詳細的介紹，分析了 SOC 和SOH 的重要意義及其如何計算 SOC 和 SOH，根據(jù)任務書 的要求對電池狀態(tài)進行檢測各個單體電池的電壓、溫度，設(shè)計了電壓、溫度信號采集電路，對均衡充電做了簡要介紹， 本章對后面章節(jié)具體電路設(shè)計來說具有很好的參考指導意義。 + 5 VT P S 7 3 3 3I NI NI NS I NR E SO U TO U TO N D+ 3 . 3 V1 K5 V2 2 u F 0 . 1 u FR E D+2 5 0 K4 . 7 u F1 KR E D34278561 圖中的 RES 是指欠電壓的低電平輸出端，因為是漏極開路輸出端，因此 設(shè)計由上拉電阻確保邏輯高電平信號，因為負載的瞬間突變等情況會導致 OUT 的輸出產(chǎn)生欠電壓的現(xiàn)象，那么這種情況下 RES輸出的是低電平，它的保持時間在 200ms內(nèi)，這段時間內(nèi)假如 OUT 輸出值達到標準值，那么在這段時間后它的輸出就會變成高電平，如果芯片與電源相距比較大時（大約在 幾英寸以上）為了改變負載的瞬態(tài)響應，這個時候可以接上一個 旁路電容，該芯片跟很多穩(wěn)壓器類似可以在輸出端接一個電容器來提高電源的穩(wěn)定性，在圖中我們可以看到一個電容器，它的作用是保障所有 的負載能夠 正常動作。電量等數(shù)據(jù)比較少，所以從后實際出發(fā)可以選用 24LC16 芯片，這樣既節(jié)省了錢又能很好的完成工作， 這種芯片功率損耗比較低，他不僅結(jié)構(gòu)緊密而且接口也很容易，時鐘周期頻率可以達到很高，寫的周期時間最小可為 5毫秒，芯片的電 可 擦出 ROM 位數(shù)是 16Kbit 位，它可以在低于 的情況 可以 維持運行，它的等待電流是 4uA，該芯片里面的數(shù)據(jù)能夠擦寫 100 萬次，而且數(shù)據(jù)的儲存時間很長在四十年以上，該芯片具有 8 腳 DIP 封裝還有多引線的 SOIC 封裝。 信號采集 表征電池 性能 的參數(shù) 有很多，例 如電流、溫度、電壓、內(nèi)阻等，應用過程中對一個或幾個參數(shù)進行控制可保障系統(tǒng)的壽命和應用安全，一般檢測電壓、溫度、電流來判斷和控制電源系統(tǒng)工作狀況。單體電池的電壓采集電路如下圖。電動汽車中通常選用霍爾電流傳感器。 D S PA DR 6 32 7 0 KC 2 50 . 0 1 u FD 2 84 1 4 8D 2 74 1 4 8+ 1 5G N DG N D 采樣保持器 要想得到同一時刻的電壓信號，電路中要加入采樣保持環(huán)節(jié)采樣保持器如圖所示，從模擬多路開關(guān)得到的單體電 池的電壓作為前邊一個采樣保持器輸入，從電流傳感器得到的表示電流信號的電壓信號作為后邊的保持器的輸入，主控制芯片傳遞信號給采樣保持器， 觸摸屏 觸摸屏 ，我們也叫它 “觸控屏 ”或者 “觸控面板 ”， 它 是一種 液晶顯示裝置 ，它可 以識別 觸頭等輸入 信 號 ， 觸摸屏 用的是 是絕對坐標系統(tǒng)，直接點 擊需要的位置即可實現(xiàn)功 能 ， 它跟 鼠標 的 相對定位系統(tǒng) 原理其實在 本質(zhì) 是一樣的 。 過溫保護 充電機介紹 充電機是用來負責給電池充電的裝置，它根據(jù)用戶選定的充電模式和電池管理系統(tǒng)通過ＣＡＮ總線送來的相關(guān)數(shù)據(jù)，輸出用戶需要的電壓和電流給動力鎳氫電池充電。 電動汽車智能充電系統(tǒng)的設(shè)計，主要目的是實現(xiàn)鉛酸蓄電池組智能充電，具體而言，智能充電系統(tǒng)的設(shè)計應該實現(xiàn)以下幾點 (1)它在較短的時間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)對蓄電池組的充電，使其電池容量達到工作的要