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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    串聯電池電壓及溫度的測量辦法有哪些?

    2021-04-26 ryder

    常用測量辦法分解


    1、單體電池電壓測量辦法分解


    串聯電池包單體電池電壓的測量辦法有很多,比較常見的有機械繼電器法隔離測試、差分放大器法隔離測試、電壓分壓法隔離測試、光電繼電器法等。機械繼電器法可筆直測量每個單體的電壓,但是機械繼電器使用壽命有限、動作速度慢,不宜使用在長期快速巡檢過程中。差分放大器隔離法的測量誤差基本上由隔離放大器的誤差所決定,但是由于每一路的測量成本比較高,因此在經濟性上略顯不足。電壓分壓法的應和速度快、測量的成本低,但是其缺點是不能很好的調節分壓比例,測量精度也不能令人滿意。


    法的應和速度快,工作壽命長,測量的成本相對較低,開關無觸點,能夠起到電壓隔離的用途,若選用的光電繼電器采取photoMOS技術,則能達到較高的測量精度,所以光電繼電器隔離法是比較理想的單體電池電壓測量辦法。本文的單體電池電壓測量辦法就是基于光電繼電器隔離法實現的。


    光電繼電器的通斷控制策略是光電繼電器隔離法要處理的緊要問題。常用的光電繼電器的通斷控制辦法有:I/O筆直控制、譯碼器控制、模擬開關控制等。I/O筆直控制辦法簡單,容易實現,但是要占用大量的I/O資源。譯碼器控制和模擬開關控制的思想類似,即用數量少的I/O去控制數量多的光電繼電器,這兩種辦法減少了I/O口的占用。采用I/O筆直控制、譯碼器控制和模擬開關控制都要將通斷控制電路、A/D轉換電路及解決器設計在同一個模塊即采樣模塊上,這樣的話單體電池的兩個電極就需引線到采樣模塊上,整個電池包來講就會有大量的導線連到采樣模塊,造成安裝的繁瑣和電氣走線的復雜性。對單體電池電壓的測量,應著重處理三個問題:使用現場與測量系統的電氣隔離、降低成本和簡化設計辦法、提高系統精度。I/O筆直控制、譯碼器控制和模擬開關控制這三種光電繼電器的通斷控制辦法在設計的簡潔性方面就顯得不足。


    本文提出一種由移位寄存陣控制光電繼電器通斷的光電繼電器隔離單體電池電壓測量辦法。該辦法將光電繼電器通斷控制電路筆直設計安裝在電池上,之間的走線用排線串聯起來即可,使設計辦法得到了很大的簡化,安裝方便,電氣走線簡潔明了。


    2、單體電池溫度測量辦法分解


    電池溫度對電池的容量、電壓、內阻、充放電效率、使用壽命、安全性和電池一致性等方面都有較大的影響,所以電池在使用中非得進行溫度監測。


    目前單體電池溫度的測量一般采用熱敏電阻作為溫度傳感器,采用分壓法由A/D采樣讀取熱敏電阻的端電壓,依據電阻溫度關系可計算出溫度值。將熱敏電阻安裝在每個電池上,分時將不同電池上的熱敏電阻接到A/D采樣電路上進行溫度采樣,實現單體電池溫度的巡檢。采用在熱敏電阻測量溫度,其測量精度為±1.0℃,誤差較大。同時有時由于制造工藝原由,熱敏電阻個體的溫度特性不是很一致,由此造成溫度測量校準的困難。進行多點溫度巡檢時,同樣要處理分時通道選通問題,所以同樣就要考慮設計簡潔性問題。


    本文基于移位寄存陣控制通道選通的思想,提出了一種采用數字溫度傳感器進行同時啟動分時讀取數據的多點溫度采樣辦法。采用該辦法采樣精度較高,采樣速度快,安裝簡潔方便。

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