概述
如果期望锂离子电池长时间地可靠运行,就必需对其给予大量的看护。不能让它们工作到其电荷状态 (SOC) 的极端状态。锂离子电池的容量会随着时间的推移和使用而逐渐减少和消耗,因此必须对系统中的每一节电池进行管理,使之保持在一个受限的 SOC 之内。
为了给汽车提供足够的电能,需要使用几十或几百节电池。这些电池必须配置成长串结构;产生高达 1000V 甚至更高的电压。电池电子线路必须在这种非常高电压的环境中运作并抑制共模电压的影响,同时对这些电池串中的每一节电池进行差分测量和控制。此类电子线路必须要能够将来自电池组的信息转移至一个中心点进行处理。
除了这些要求之外,在汽车或其他高功率应用中运作高电压电池组还会强加严苛的条件,例如在显著的电噪声环境和很宽的温度范围内运作。人们对于电池管理电子线路的期盼是:尽量扩展工作范围、延长寿命并提高安全性和可靠性,同时最大限度地缩减成本、尺寸和重量。
电池管理电子线路的要求
用于测量和管理电池组的电子系统 (也被称为 BMS) 具有三项关键要求。
第一:BMS 必须了解电池组中每节电池的健康状况。这主要是通过估测电池系统中每节电池的电荷状态来实现的。可将当前的 SOC 与过往信息综合起来以确定每节电池的状态。
第二:BMS 必须控制系统中每节电池的电荷状态。这是通过控制系统中每节电池的充电、放电和电荷平衡来完成的。
第三:确保安全性。BMS 必须知道电子线路处于正确的工作状态,以确保获得的电池信息是有效的。黄金法则是“绝不能让过压电池表现为具正常电压的电池”。为了做到这一点,BMS 必须将所有电池及 BMS 电子线路的状态信息传递至系统的其余部分。
电池管理电子线路中的关键元件是电池监视器 IC。电池监视器承担了准确测量每节电池的电压、电流和温度并把相关数据传递至一个控制电路的困难任务。接着,一个控制器运用电池数据来计算电池组的电荷状态和健康状况。该控制器可以命令电池监视器对某些电池进行充电或放电,以在电池组内部保持一种平衡的电荷状态。
详见: LTC6804 Backgrounder r1 chs.doc LTC6804-LTC6820 PR chs (caption).doc Data Sheet LTC6804.pdf LTC6804 PwrPtPreslf chs (revised).pdf
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