电动汽车电池系统的层次化、模块化设计

由于电动车电池系统是由成百上千个电芯单元集成，考虑到汽车的空间、重量的分配和安全的要求，这些电芯单元被划分成标准的电池模块，分布在汽车底盘不同的位置，由动力总成和中央处理单元统一管理；每个标准电池模块也是有多个电芯通过并联和串联组成，由模块的电控单元进行管理，通过CAN总线把电池模块的信息汇报给中央处理器和动力总成单元，中央处理器和动力总成单元把这些信息经过处理以后，把最终的有关集成系统的信息如剩余电量、健康状况以及电池的能力相关信息等通过CAN总线汇报给车辆管理系统。电动汽车电池系统的层次化，模块化的设计就要求电池管理系统设计的层次化、模块化(图2)。

电动汽车电池管理系统设计。" src="/article/UploadPic/2010-4/201047111256789.gif" onload="return imgresize(this);" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>
图2：层次化、模块化的电动汽车电池管理系统设计。

电池管理系统的芯片集成技术

汽车电池系统的可靠性要求极高，特别是高压监控部分，电池均衡部分，由于集成的解决方案少，很多方案采用分立元件搭配而成，导致：元件匹配度不好，信号采集的精度下降；外部节点增多，难以做到自动化测试，提高测试成本，降低测试覆盖率，系统可靠性低；外部元件的功耗很难控制；系统尺寸大，成本高。

凹凸科技(O2Micro)为全球提供首颗支持>5节电池串联单芯片保护和检测的方案OZ89xx，该方案还支持多芯片级联的应用。目前采用该芯片的电池管理系统方案已成功用于纯电动车和混合动力车电池模块电控单元中。

表1以标准电池模块为例介绍分立方案和集成方案的比较。

由此可见，集成芯片的解决方案对提高系统的可靠性，降低成本具有十分重要的作用，他是电池集成技术中硬件设计技术的核心。

本文小结

未来，动力锂电池在电动汽车领域中具有广阔的前景，而电池管理系统将对于电池安全使用，以及和车辆管理的沟通起着关键的桥梁作用。电池管理技术包括硬件设计技术和软件设计技术，而其中高压混合信号处理技术及芯片设计是硬件设计核心，不仅是保证在汽车环境下实现高可靠、高速、高精度信号采集和处理的关键，也是提高测试覆盖率、支持在线检测和降低成本的关键；而软件的核心则包括电池管理的算法，通讯协议的支持以及动力总成的相关技术等。凹凸科技(O2Micro)是全球主要电池管理解决方案的供应商之一，凭借其在电池保护和管理多年的芯片设计和方案设计的经验，掌握了具有国际先进水平的电池管理技术，为全球电池厂商，系统厂商提供了高品质技术服务，为中国电动车的发展贡献了自己的力量。