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测量和平衡锂离子电池组电压

开发和验证电池管理算法

应用领域

  • 电池管理系统和算法的开发和验证
  • 电池负荷测试(深度放电和过载)
  • 电池化学特性和电池几何形状测试
  • 电池和电池控制器的下线测试和批准测试

主要功能

  • 可扩展的模块化系统,最高支持 846 V 电压(约 200 节电池)
  • 测量范围为 0 到 5 V
  • 精度误差低至 ±2.5 mV
  • 测量频率极高,最高达 1 kHz
  • 对 EV1093 板的所有电池电压(与数量无关)、电池温度和电池电流进行绝对同步测量
  • 监控隔离状态
  • 电池的实时荷电状态 (SOC) 算法

锂离子 (Li-ion) 电池通常由多达数百个互联电池(工作电压范围约为 2.5 到 3.8 V)组成。其电压曲线相当平滑,微小的电池电压变化会导致荷电状态 (SOC) 发生相对显著的变化。

因此,此时需要使用的一种电池管理算法便是荷电状态算法,以此来平衡电池电压。为此,必须高精度测量和监控电池电压。

单节电池电压要比整个电池供给的电压低得多(不超过 500 V),因此需要测量单节电池电压。dSPACE 针对这种测量操作提供了 EV1093 电池管理和平衡板。一块板包含 24 节电池,您可轻松添加更多板来获取更多通道(如有必要)。EV1093 支持电池被动平衡,这种平衡方法是吸取电荷最多的电池的能量并通过电阻器作为散热处理。由于当今锂离子电池的生产质量技术性很高,通常不需要实施主动平衡,这种平衡方法是吸取电荷最多的电池的能量并转移给电荷最少的电池。
EV1093 可在实验室中或车载外罩中的 19’’ 机架中使用。在这两种情况下,电池电压的测量通道与温度测量通道相隔离,因为电池电压与系统电压之间差异很大。可以使用支持以太网的所有 dSPACE 平台(如 MicroAutoBox II、MicroLabBox、DS6001 Processor Board或者DS1007 PPC Processor Board)来控制板卡。使用以太网连接,您可以通过 EV1093 的 FPGA 使用分布式智能和 dSPACE 平台上的高性能处理器。

为满足不同的配置和实施要求,dSPACE 专用电池电压管理和平衡模块组提供直接访问电池的最大灵活性。您可以全面控制平衡过程和算法。

例如,若要在为电池充电时被动平衡电池电压,您可以定义一个目标电压,即 EV1093 将会始终保持的最低电压。在被动平衡方法中,可以通过插接模块向 EV1093 添加具有各种电阻器值的电阻器。

虽然系统配有集成安全机制,但可以禁用这些机制,以使电池充分放电或产生过载情况。每节电池均接受单独监控,因此支持对电池进行负荷测试或新电池化学特性和电池几何形状测试。此外,EV1093 还提供众多温度传感器,为您提供温度发生位置的详细信息,让您轻松找到热点。

为了帮助您快速上手,该模块组还包含易用型可配置 SOC 算法。此算法具有实时功能,且基于卡尔曼滤波器。