关于电池的高效检测管理分析

电池是电动汽车的关键部件。电池的容量大小和它的重量对电动汽车的最大续驶里程有着决定性的作用，但它的使用寿命却比车辆要短许多，而且还也许会在毫无预兆的情况下突然失效。

电流激励模块、模拟信号处理模块和STM32F4测评控制器

每个人在使用智能手机时，都有手机锂离子电池老化不耐用或者报废的经历。在互联网中，许多人介绍了如何使用手机电池，以便尽可能延长锂离子电池的使用寿命，但往往不尽人意。同样在汽车中，电池也是重中之重的关键零部件，也就导致了电池管理系统承担着艰巨的任务，并且还要对电池组的电压进行监控，从而能够实现电池工作状况的诊断分析。

宝马公司对他们的i3电动轿车电池给出了8年的保质期。雷诺公司给电动汽车消费者的保证是车辆使用8年后或者行驶160000km后电池的容量至少能保持在66%。为了让驾驶员感觉不到电池容量不断下降，有些制造商采用了一些技巧，安装在电动汽车中的电池容量比额定容量要大。电池电池是电动汽车的关键部件。电池的容量大小和它的重量对电动汽车的最大续驶里程有着决定性的作用，但它的使用寿命却比车辆要短许多，而且还也许会在毫无预兆的情况下突然失效。

电池组由多个电池单元组成，由于生产制造公差和电池组内部温度梯度的原因，各个电池块的老化程度是不一样的。如今的电池管理系统还无法采集因老化造成差异的数据。为改变这种状况，Chemnitz技术大学检测和传感技术(MST)的教授和研发人员研发了移动式锂离子电池诊断系统，该系统能够对电池组中的各个电池单元进行详细而深入的状态诊断分析，此项技术也得到了Rutronik电气技术公司的支持

新型检测系统

开发项目最主要的目标就是开发一种尽可能紧凑的便携式系统，应能够集成到任何一种嵌入式系统中去。利用这一辅助检测技术使得电池管理系统不会比当下的更大、更重。

电池检测系统是利用阻抗频谱测量原理来检测的。如图所示，通过阻抗，例如利用交流电阻器的阻抗可以测定它与频率之间的函数关系。阻抗的频谱数据可以采集、汇总起来，在采集数据时检测系统向每一个锂离子电池单元发送一个电流信号，从而激发一个应答电压。在检测时，交流电流信号使用了定义的频率范围，从而得到了一定的阻抗频谱。这样确定的数据可用于推断电池组中各个电池单元和各个电气触点的状态结论。

高效检测技术

该系统项目研发团队考虑到了大批量长期生产这种检测仪时的要求，并在尽可能经济、节能的信号处理硬件方面投入了大量的精力。为了高效完成阻抗频谱的检测，研发人员对激励信号在多个等级中进行了优化，并保存在便携式检测系统的微处理器中。这种处理方法的好处是可以使运算强度大的信号优化不在微处理器中进行，这就能够运算能力较小的硬件。

另外，尽可能短的检测时间也是研发人员关注的重点。1~1000Hz的阻抗数据可以在3s内完成测试。如果频率范围扩大到了10mHz~1000Hz，检测时间也提高到了大约5min。也就是说，等一个红绿灯的时间就足以完成较大频率范围的电池状态分析。

这一检测方法在各种利用电池供电技术领域里都有着巨大应用潜力，因为它保证了电池的使用寿命，从而也保证了电池驱动的可靠性和安全性。除此之外，在租用电池的经营模式中，还要不可避免地对电池的功能进行诊断和分析。只有这样，电池的用户才能控制其经营模式，以达到很高的效率，从而有利可图。

电池块更换

电动汽车的驾驶员、汽车维修厂的修理工都可以更换失效的电池块。这就减少了电动汽车驾驶员更换电池的费用支出，也可以更高效的利用各个电池块。在这一检测技术正式上市之前还有一些开发工作要做。预计在2022~2025年之间，这一技术可以上市，以ASSP(专用标准产品)形式的IC集成解决方案是最重要的前提条件。

OEM汽车生产厂的兴趣

Rotronik电气技术公司市场营销战略经理AndreasMangler先生说道：“一些OEM汽车生产厂已经与我们进行了接洽。我们也跟一些一级供应商、二级供应商企业开展了相应的工作，但Rotronik公司不会是检测仪的生产厂。电气元器件、包括电池块的分销商之间都可以促进生产厂家获得更多的信息，并建立良好的联系。我们将自己视为用户与大学之间的桥梁。”