BMS&SRTP日志(一)

项目名称
BMS系统微源的动态串并联均衡和冗余控制
项目简介:
这个项目名字比较复杂也比较拗口,一眼很难看明白是在搞什么东西。简单来说,这个项目是做的是锂电池模块的控制和管理,即BMS(Battery Management System)。
众所周知,锂电池系统是由很多个小的锂电池模块串并联而成的,目前电池管理存在的一个问题就是这些小的模块可能会因为恶劣的工作环境而出现一些故障,以及因为工艺的问题每个模块不能做到完全一致,因此出现电流电压的不均衡,从而导致电池寿命不均衡。该项目要做的就是通过电力电子技术,实现整个电池系统的冗余控制(屏蔽出现故障的模块)和均衡控制(均衡各个模块电池的寿命)。
再说一下这个项目的背景吧,这个项目是博主本人做的校内SRTP(Student Research Training Program)项目,级别申的是校级,总体的结构是一个很简单的研究项目,并且实际上导师的实验室也算基本做过了这个项目,做这个项目的目的就主要练练手吧。一开始以为非常简单,总想着一两周就解决掉,但后面发现电力电子的东西啊,要讲究的还是挺多的(感觉外行人很难插手),于是决定踏踏实实,一点一点的学,一点一点的做,并且写好科研日志。
目前的主电路图(单个模块):
BMS&SRTP日志(一)_第1张图片
目前存在的问题:
【1】电流和电压的取样
之前考虑的是采用差分放大的方式取样,但导师告诉我这个电路用比例放大就可以了,原因是差分放大有两个缺点:(1)要求放大电路的输入阻抗比较大,不然的话取样会出现问题(2)要求各个差分放大电路的供电要隔离,这样的话供电电路会比较复杂,而比例放大可以少用一些隔离。
对于这两个缺点,现在我还不能完全理解。目前计划再用比例放大电路仿真一下,对比一下两种方法,以及思考一下隔离的问题。
【2】供电电路的设计
如果按照现在的电路设计,需要运放±15V供电,DSP5V供电,还有驱动芯片也需要±15V供电。至少有三路电源,较为复杂。
考虑:(1)能否简化电源电路(2)各部分的隔离设计是怎样的,哪些需要隔离哪些不需要。
【3】光耦和驱动芯片的外围电路设计
光耦打算用TLP521,驱动芯片用27324,这两个元件的使用还需要学习一下,特别是对应的外围电路,计划在Pspice上仿真实验一下。
【4】MOSFET的选型
管子的选型基本已经选好,在10种里面选就行。但要考虑的是封装:(1)是否便于焊接(2)是否有良好的散热设计
【5】学习资料
在TI官网上找到了一些和本项目相关的PDF资料,感觉学习之后应该会有益处。
后面的计划:
STEP1:浏览TI的PDF资料,寻找有用的信息。
STEP2:主要思考各电路的隔离问题(这个问题可以和队友讨论一下),理清楚关系
STEP3:设计供电电路
STEP4:设计比例放大电路
STEP5:设计驱动电路(包含光耦和驱动芯片)
STEP6:画PCB板

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