时间 、
温度和放电电流呈现非线性变化 ,导致电池组的
使用寿命比单体平均寿命短很多 ,通过对电池进行均衡
控制可以解决此问题 。在充电过程中后期 ,均衡电路开
始工作 ,对于电池电压过高的单体进行放电 ,限制单体
电池电压不高于充电截止电压 ,实现了电池组中单体电
池荷电状态的平衡 ,保持相近的荷电程度 。
1. 4 热管理
电池在大功率放电和高温条件下使用时 ,温度会不
断上升 ,当电池温度高于 35 ℃时 ,电池管理模块控制风
扇开启 ,使电池的温度降低或保持在允许的工作温度范
围内 。
1. 5 通信功能
通信功能包括 :
(1) I
2
C 通 信 。DSP 可 以 通 过 I
2
C 总 线 来 读 取
O Z890 采集转换好的数据和 O Z890 的状态信息 ,还可
以可通过 I
2
C 总线
[ 3 ]
向 OZ890 写入配置 OZ890 的工作
状态 ;
(2) 串口通信 。DSP 通过串口将电池当前的电压 、
电流 、
温度等状态参数发送到 PC 机界面上 ,还可以通
过串口向 DSP 发送修改电池的相关参数 ;
(3) CAN 通信
[ 4 ]
。DSP 将电池状态参数 、
故障标
志等发给整车控制器 HCU ,并从 HCU 接收与电池相
关的信息 。
1. 6 故障诊断
故障诊断主要是对采集到的电池电压 、
电流 、
温度 、
So C 、
绝缘电阻等参数进行分析 ,判断这些参数是否超
出故障阈值 ,当超过故障阈值达到一定计数时 ,报警标
志置位 。DSP 通过报警标志可以判断电池发生故障的
等级和类型 ,然后做出保护措施 。这是保证动力电池系
统可靠工作 、
车辆行驶安全 、
满足用户驾车需求的重要
技术手段 。
2 电池管理模块硬件组成
电 池 管 理 模 块 硬 件 由 系 统 供 电 电 路 、
TM S320L F2407A 主控制电路 、
O Z890 单 体电 压采 集
电路 、
I
2
C 通信电路 、
SCI 通信电路 、
CAN 通信电路组
成 。系统硬件框图如图 1 所示 。
2. 1 电源模块
整车提供的电源为 + 12 V ,管理模块需要的电压
包括 :DSP 用的 + 3. 3 V ,总线驱动等芯片用的 + 5 V ,
电流传感器 、
O Z890 等芯片用的 ±15 V ,通过 DC
2DC
转换可以得到各个芯片的供电电压并能起到隔离抗干
扰的作用 。如图 2 中所示的整车12 V电源通过12 V转
5 V 的 DC/ DC 模块转为 + 5 V 。
2. 2 O Z890 单体电压采集电路
O Z890 芯片内部集成了多路电池单体电压巡检电
路 ,它可以通过 I
2
C 总 线 将转 换 好 的数 据 发 给 DSP 。
O Z890 具有自动均衡功能 ,电路如图 3 所示 。
图
1
系统硬件组成框图
图
2
DC
2
DC
电压转换电路
图
3
单体电压采集和均衡控制电路
图 3 中 BA Tn 和 BA Tn + 1 为 OZ890 入口端 , RF
为限流电阻 。可以看出当此节电池单体电压过高时 ,
O Z890 的内部控制逻辑就会将控制输出端 CBn + 1 置
为高电平 , MOSFE T 导 通后 利用
R
b
放 电 避 免 电 池
过充 。
DSP 通过两个 I/ O 口可以根据 I
2
C 协议模拟 I
2
C
通信 。I
2
C 总线由 SCL 和 SDA 两根线组成 。为了防止
电磁干扰的影响 , I
2
C 总线上的数据传输 ,需对总线信
号进行隔离 。利用 6N137 进行隔离时 , SCL 为单向传
输 ,DSP 作为主设备提供总线时钟 ,图 4 为 SCL 信号光
耦隔离电路 。
图
4
SCL
光耦隔离电路
SDA 是双向传输信号 ,用 1 个光耦不能达到双向
9