信号隔离性能显著 光耦合器强化EV电池安全.doc
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1、信号隔离性能显著 光耦合器强化EV电池安全目前在全电动(BEV)或混合动力汽车(HEV)应用中,高电压锂电池组的管理面临诸多挑战,除必须监控充电和放电回圈外,基于安全考量,亦须要对提供数百伏特电压的电池组进行隔离。本文特别针对锂电池监测需求进行讨论,并探讨电池监控系统、数位通信系统及隔离介面使用的架构和元件。在管理系统中,电池监测电路板运用两个关键子系统监测电池状态,并提供数位化结果给掌管控制系统运作的主控处理器。为分离这些子系统,在高电压电池感应电路和电路板的通信元件间采用光隔离信号介面,以确保高电压不会影响数位子系统。保持锂电池稳定操作电池管理系统扮要角复杂的电子系统必须符合电动车在性能、
2、安全及可靠性要求,且受到锂电池特性的影响。锂电池放电时,锂材料通常在石墨阳极进行离子化,接着这些锂离子借由电解质移动通过分离器至阴极造成电荷流动,充电过程则是把整个程式反向,将锂离子由阴极通过分离器带回阳极。这个化学反能程式的性能和可靠性由电池单元的温度和电压控制。在较低温度时,化学反应较慢,使得电池单元的电压较低;随着温度升高,反应速度会提高,直至锂离子单元开始崩溃。当温度超过100时,电解质开始分解,释放出无洩压机制设计的电池单元遇到压力所产生的气体。在够高的温度下,锂电池单元可能会因氧化物分解面临热失控释放出氧气,进一步加速温度的升高。也因此,保持锂电池的最佳操作条件是电池管理系统的一项
3、关键要求,设计控制和管理系统时的主要挑战在于确保可靠的资料获取和分析,以监控汽车中锂电池的状态,而这正是锂电池本身的特性问题。在Chevy电动车Volt中,电池组包含二百八十八个棱柱形锂电池,分为九十六个电池群,通过连接提供386.6伏特的直流系统电压,这些电池群结合温度感应器和冷却单元,形成四个主电池模组,连接到每个电池群的电压感应线路,再连接至每个电池模组上方时进行终端处理,并通过电压感应束带组合连接器,连接至每个电池模组上方的电池介面模组。四个采用色彩标示的电池介面模组在电池组的不同位置运作,分别对应四个模组直流电压偏位元的低、中和高电压范围。电池介面模组提供的资料会送到电池能量控制模组
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