電動汽車鋰電池的精準與安全必須從源頭來控製?
發布時間:2016-11-02 責任編輯:sherry
【導讀】目mu前qian業ye界jie最zui常chang見jian的de做zuo法fa是shi對dui小xiao容rong量liang電dian池chi采cai用yong線xian性xing測ce試shi設she備bei進jin行xing測ce試shi,盡jin管guan效xiao率lv低di下xia,精jing準zhun度du也ye不bu高gao,但dan還hai是shi可ke以yi接jie受shou的de。但dan如ru果guo把ba這zhe種zhong測ce試shi設she備bei也ye同tong樣yang用yong於yu高gao容rong量liang電dian池chi測ce試shi,那na就jiu會hui在zai充chong電dian階jie段duan消xiao耗hao大da量liang功gong率lv,導dao致zhi效xiao率lv低di下xia,而er且qie會hui給gei設she備bei硬ying件jian設she計ji帶dai來lai相xiang當dang嚴yan重zhong的de熱re問wen題ti。
在鋰電池生產環節中,評定電池容量和性能是其中一個非常重要的環節。從主要用於手機、攝像機、混合動力汽車中的低容量(《 10A),到用於電腦、電動摩托車、電動汽車的中容量(10A-30A),再到用於電動汽車(30A-120A)的高容量鋰離子電池,無一例外,都需要進行測試才能出廠使用。
根據ADI公司亞太區精密儀器業務部係統應用工程師李強的介紹,目mu前qian業ye界jie最zui常chang見jian的de做zuo法fa是shi對dui小xiao容rong量liang電dian池chi采cai用yong線xian性xing測ce試shi設she備bei進jin行xing測ce試shi,盡jin管guan效xiao率lv低di下xia,精jing準zhun度du也ye不bu高gao,但dan還hai是shi可ke以yi接jie受shou的de。但dan如ru果guo把ba這zhe種zhong測ce試shi設she備bei也ye同tong樣yang用yong於yu高gao容rong量liang電dian池chi測ce試shi,那na就jiu會hui在zai充chong電dian階jie段duan消xiao耗hao大da量liang功gong率lv,導dao致zhi效xiao率lv低di下xia,而er且qie會hui給gei設she備bei硬ying件jian設she計ji帶dai來lai相xiang當dang嚴yan重zhong的de熱re問wen題ti。
為此,ADI在專為低、中、高三種容量鋰電池分容化成設備製定的AD8450/1精密模擬前端與控製器以及ADP1972降壓/升壓PWM控製器中,摒棄了以往將電池能量放電至阻性負載的線性架構,轉而通過使用PWM控製器提供電流,並將其引導回電網或對其他電池充電,實現了高效環保的目的。


ADI解決方案係統結構框圖
如何實現多個通道間共享DAC和ADC?
上圖包含兩種功能:一是對電池充電,二是對電池放電,這由AD8450/1和ADP1972的模式信號決定。每個功能有兩種模式:恒流(CC)模式和恒壓(CV)模式。兩個DAC通道控製CC和CV設定點。CC設定點決定充電和放電兩個功能的CC模式下環路中有多少電流。CV設定點決定環路從CC進入 CV時的電池電位,同樣適用於充電和放電兩個功能。
精密模擬前端和控製器AD8450/1利用內部差動放大器PGDA測量電池電壓,並利用內部儀表放大器PGIA和外部分流電阻(RS)測量電池上的電流。然後,它通過內部誤差放大器和外部補償網絡(用於確定環路功能是CC還是CV),將該電流和電壓與DAC設定點相比較。在該模塊之後,誤差放大器的輸出進入PWM控製器ADP1972,以確定MOSFET功率級的占空比。最後是構成完整環路的電感和電容。本部分的說明針對充電和放電兩個功能,因為ADP1972是降壓和升壓PWM控製器。
本方案中,ADC獲得環路電壓和電流的讀數,但它不是控製環路的一部分。掃描速率與控製環路的性能無關,因此一個ADC就能測量多通道係統中大量通道的電流和電壓。DAC也是如此,因而可以使用低成本DAC來設置多個通道。此外,單個處理器隻需控製CV和CC設定點、工作模式及管理功能,因而它可以與許多通道接口。

ADI AD8450/1和ADP1972演示版框圖
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