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■清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室
卢居霄黄文华陈全世
电动汽车电池管理系统的
多路电压采集电路设计
摘要:本文介绍了电池管理系统中一种新颖的多路电压采集电路,该电路应用于采集电池单体电压数目比较
,同时对测量精度影响不大。针对电路在软件仿
真和实际应用中出现的一些问题,。
关键词: 电池管理系统; 多路采集; 电路仿真
蓄电池是电动车的主要动力高、一致性差等缺点。本文以电动选通被测回路,通过/ 采集单路
源。为保证电动车的正常和安全行车用铅酸电池为对象,设计了一种数据,完成数据采集。这种设计方
驶, 电池管理系统必须实时监测电新颖的多路电压采集电路。法具有以下优点:
动车电池的电压数据。。简化制作板
集电路和/转换实现电压数据的电池监测系统中和布线过程。
获取。,成本低。采
带来的局部过充/过放所引起的安一般电动汽车配备~节电集电路中主要成本来自,而该
全问题,要求监测系统必须对每个池,单体模块电压范围为, 电路只需要个即可。
单体或几个单体电压进行精确测电池使用时串联,
量。如果采用传统的多路电压采集达到以上。芯片的参数不均匀而引起的一致性
方法, 当电池单体数目较多时,整本文提出了如图所示的设计较差的问题。
个管理系统的设计与实现会有成本思路。设计通过移位开关电路依次
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作正常。把路电池模块依次
接入电路,共。在连接至第
路时,三极管被击穿。
用仿真
软件通过电路仿真对电路进行分
析。分析主要通过两步进行,首先
分析单路导通过程中尖峰产生的原
因,然后分析整体电路连续导通时
的尖峰过程。
单路仿真
单路仿真模型如图所示。
其仿真波形的每个方波的上升
沿和下降沿都有一个小尖峰,将波
采集电路描述电路发射极及集电极的电流为: 形放大后得到尖峰的峰值为
采集对象为电动车用铅酸电。分析产生尖峰的原因有以
池,需要对节电池模块进行实时一× 】下两点:
的电压、电流和温度监测。测量模由于‘,
块电压范围为,电池串联。中和三极管处于饱和状一般电路中导线都有感性,发
按图的设计思路,采用巡检电路态。电压信号输出至的通道开生变化时,电路中的感性元件会产
管理电压数据的采集。通,实现模块电压数据的选通。生感应电动势,可能会引起电路中
电路概述在本设计中,共有路通道, 的尖峰。搭建如图的模型,通过改
电路中的信号巡检部分如图通过路信号控制,实现采集信号变电感的感抗分析感性元件对电路
所示,电路共路输入,图中只传输的选择。本设计选用公的影响。
表示其中两路。司的芯片控制信号的通过仿真可得,电感感抗为.
在电路中,.~,为串联模块高低电平,使路控制信号依次处电路的尖峰峰值为,而
电压信号的输入端,,电势于信号’’状态,每当一路导通时,其感抗电路的尖峰峰值为
逐渐降低,每两个相邻输入端点之他回路处于关闭状态,实现电路的左右。进行多组仿真