AGV车用锉离子电池管理系统设计
随着动力锉离子电池在电动汽车上的运用技术的发展,锉离子电池作为自动引导运输车的动力电池开始受到人们的关注。针对自动引导运输车铿离子电池使用的安全性和效率问题,提出了一种基于恒流/恒压充电均衡的电池管理系统(BMS)方案。实验表明,该系统荷电状态(SOC)估计精度达到5%,单体电压采样精度2 mV,均衡电流达10A。在最大充电电流300 A和放电电流,50 A条件下实现了自动导引运输车动力铿离子电池安全高效运行。
图5 4.2V,t10A恒流电路
2.3.3 控制保护电路
控制保护电路主要作用是在故障情况切断电池组的充/放电回路。系统设计有硬件和软件双重保护。硬件保护采用比较器,一旦出现充/放电流超过阂值,则产生硬关断信号,该信号直接切断回路,并触发处理器中断,中断服务程序确保回路的可靠切断,并形成故障记录保存或仁传。
2.4 AGV车用电池管理系软件设计
软件采用C语言模块化编程方式,主要包括数据采集,充/放电控制、系统故障状态评估报警、均衡控制、SOC估计、通信、历史故障标记查询、热管理控制等。
图6 系统主程序流程图
SOC估计采用的是安时积分法和开路电压法相结合的方式,其中开路电压法作为安时积分法的校正手段。系统主流程如图6所示。考虑到AGV电动汽车的运行环境复杂,在系统硬件采用抗干扰措施的基础上,进行了软件抗干扰设计。在软件设计中使用了滤波、冗余、软件陷阱等技术。同时还开通了看门狗定时器,防止意外情况的程序死机问题C
3 实验和分析
为了验证该系统的功能和可靠性,将该系统运用在64 Ah磷酸铿铁电池串中,实验平台如图7所示
图7 AGV车用铿离子电池管理系统实验平台
图8为电池运行状态参数,可以看出电池之间的一致性很好,压差只有3 mV,采用六位半数字万用表测试的单体电压差为2 mV,电流检测精度在1 1A之内,SOC估计误差达到了5%。
图8 电池运行状态
4 结论
本文针对AGV车用铿离子电池充、放电电流大,电池不一致性严重的特点,提出了一种基于恒流/恒压充电均衡的电池管理系统((BMS)方案,其检测精度高,均衡电流大,可以快速完成对电池不一致的调节,提高了电池的容量利用率和寿命,有很好的应用价值。
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