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控制光电继电器通断的单体电池电压测量方法

作者: GLIDA发表时间:2021-04-28 18:07:47浏览量:113

在倡导节能减排的背景下,新能源的研究正成为公众关注的焦点,以电为动力的电动汽车是研究热点之一。电池是电动汽车的能源。为了保证电池组的良好性能,延长其使用寿命,管理和控制电池组的前提是准确可靠地获得电池的现有容量参数。电池的电压和温度是与电池容量密切相关的两个参数,因此准确采集单体电池的电压和温度非常重要。
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  在倡导节能减排的背景下,新能源的研究正成为公众关注的焦点,以电为动力的电动汽车是研究热点之一。电池是电动汽车的能源。为了保证电池组的良好性能,延长其使用寿命,管理和控制电池组的前提是准确可靠地获得电池的现有容量参数。电池的电压和温度是与电池容量密切相关的两个参数,因此准确采集单体电池的电压和温度非常重要。



  常用测量方法分析


  1.单体电池电压测量方法分析串联电池组单体电池电压的测量方法有多种,其中常见的有机械继电器隔离检测、差动放大器隔离检测、分压隔离检测和光电继电器检测。机械继电器法可以直接测量每个单元的电压,但机械继电器使用寿命有限,运行速度慢,不适合长期快速检测。差分放大器隔离法的测量误差基本上由隔离放大器的误差决定,但由于各电路的测量成本比较高,经济性稍显不足。分压法响应速度快,测量成本低,但缺点是不能很好地调节分压比,测量精度不理想。光电继电器隔离法具有响应速度快、使用寿命长、测量成本相对较低、开关无接触、电压隔离等优点。如果选用的光电继电器采用photoMOS技术,可以达到更高的测量精度,因此光电继电器隔离法是一种理想的单电池电压测量方法。本文中的单体电池电压测量方法是基于光电继电器隔离法。


  光电继电器的通断控制策略是光电继电器隔离法要解决的重要问题。光电继电器常用的通断控制方式有:I/O直接控制、解码器控制、模拟开关控制等。I/O直接控制方式简单,易于实现,但占用大量I/O资源。解码器控制的思路类似于模拟开关控制,就是用少量的I/O来控制大量的光电继电器,这两种方法减少了对I/O端口的占用。采用I/O直接控制、解码器控制和模拟开关控制,开关控制电路、A/D转换电路和处理器必须设计在同一个模块上,即采样模块。在这种情况下,单个电池的两个电极需要被引导到采样模块,并且在整个电池组中大量的电线将被连接到采样模块,导致繁琐的安装和复杂的电气布线。对于单体电池电压的测量,应着重解决三个问题:使用场所与测量系统的电气隔离、降低成本、简化设计方法和提高系统精度。I/O直接控制、解码器控制和模拟开关控制是光电继电器的三种通断控制方式,在设计简单性上存在不足。提出了一种移位寄存器阵列控制的光电继电器隔离单电池电压测量方法。该方法将光电继电器的通断控制电路直接设计安装在电池上,两者之间的接线可以用排线串联,大大简化了设计方法,安装方便,使电气接线简单明了。


  2.单细胞测温方法分析


  电池温度对电池容量、电压、内阻、充放电效率、使用寿命、安全性和电池一致性有很大影响,因此在使用中需要对电池温度进行监控。


  目前,测量单体电池温度的温度传感器一般采用热敏电阻。热敏电阻的端电压采用分压法A/D采样读取,根据电阻与温度的关系可以计算出温度值。每节电池上安装热敏电阻,不同电池上的热敏电阻接A/D采样电路进行温度采样,实现对单节电池温度的检测。用热敏电阻测量温度,测量精度为1.0,误差较大。同时,由于制造工艺的原因,单个热敏电阻的温度特性不太一致,这使得温度测量难以校准。进行多点温度检测时,也要解决分时通道选通的问题,所以也要考虑设计的简单性。


  基于移位寄存器阵列控制通道选通的思想,提出了一种利用数字温度传感器同时读取数据的多点温度采样方法。该方法采样精度高,采样速度快,安装简便。

2021-04-28 113人浏览

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