王龙 孙谨哲 周军 司星望

摘 要：动力电池是电动汽车中最为重要的一个零部件，对其进行检测成为了相关研究人员更为关注的工作。基于此，本文阐述了电动汽车动力电池的基本功能检测系统设计、充放电检测系统设计、电流的检测系统设计、节能检测系统设计、安全功能检测系统设计这些对电动汽车动力电池不同功能进行检测的系统设计。

关键词：动力电池；检测系统设计；绝缘测试

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.1500 引言

随着自然资源的消耗越来越大，人们对于可持续利用的资源探索也越来越重视，节能减排也成为了各个行业都要进行重点考虑的工作。在汽车行业，电动汽车的研发和功能提升成了全世界关注的焦点，这其中，动力电池作为电动汽车的核心部件，其安全性和功能性的检测成为了保证动力汽车所有功能实现的基础工作。电动汽车的动力电池有很多功能，针对不同的功能进行不同的检测系统设计，能够有效保证动力电池检测的全面性和有效性，实现电动汽车安全及功能保证。

1 动力电池的基本功能检测系统设计

基本功能检测是电动汽车动力电池检测的首要任务，主要是针对电动汽车动力电池的各项常规功能进行检测。在检测中包含着三个项目：第一，通过检测动力电池管理系统的3路CAN通道的终端电阻的范围，对CAN通信的终端电阻进行检测。在控制器没有上电的情况下，对检测电路板中的120Ω的固定电阻、电压为5V的电源以及带测量的CAN终端电阻进行分压，通过对分压数值与情况进行采集分析，完成对CAN终端电阻的功能检测。第二，利用动力电池上的管理系统上电到CAN发出第一组有效信息之间的时间进行采集，判断初始化的时间是否满足标准要求。第三，CAN通信功能的检测。这项检测是电动汽车动力电池的基本功能检测中最为重要的一项检测，可以利用对CAN信号的连续发送和接受的信号进行分析，检测动力电池的CAN通信是否有掉帧的情况。

2 动力电池的充放电功能检测系统设计

电动汽车动力电池的充放电功能检测是所有检测中最重要也是工作量较大的一项检测。在动力电池的充放电功能检测的过程中，主要有两个项目：第一，充电阶段的检测。在进行该项目的检测中，要严格把控充电峰值的电压、-△V和充电时间的数值，以防止产生电池的电力过充情况对动力电池的功能产生影响。第二，放电阶段的检测。在这项检测中，能够得出动力电池电容量的实际数值。

在设计动力电池充放电功能检测系统时，可以结合ATMEL 89 C 52单机片的使用，对电路的数值进行采集与输出。并联起充电电路与放电电路，并将该并连电路与动力电池、采样电路和ATMEL 89 C 52单机片进行串联，组成全自动检测装备，对动力电池的数据进行采集，并能够实现在电池过充、电路过热的情况发生时立即停止检测系统工作，保证动力电池的功能不受损。

3 动力电池的电流检测系统设计

分流器法和霍尔传感器法都能够对电动汽车动力电池的电流进行检测，但是这两种方式都存在着对动力电池中的电流有着干扰信号的影响。针对这样的情况，可以利用对霍尔传感器法的优化来完成对动力电池的电流进行检测。在进行动力电池的电流检测系统的设计时，处理器的可以使用英飞凌XC2267M单机片，结合型号为HAH1BV S/02的霍尔开环电流传感器，进行动力电池中电流信号的采集工作。

将HAH1BV S/02霍尔开环电流传感器中通过的电流引入信号调理电路进行调理，再连接上A/D转换电路使动力电池中的电流信号进行数字转换，然后通过数字隔离电路完成数字隔离。接着，将信号接入英飞凌XC2267M单机片的最小系统，最后接入CAN接口电路。通过这样的检测系统设计完成对电动汽车动力电池的电流检测[1]。

4 动力電池节能检测系统设计

现阶段，硬开关技术在电动汽车动力电池的检测中的普遍使用。但是，由于硬开关技术在实际使用中会将大量的电能转化为热能。针对这样的情况，可以通过有源功率因数校正的方法，并以此方法为依据设计检测系统，对动力电池节能进行检测。

在交流电网中，将动力电池、功率因数校正电路模块、恒流恒压充电电路、DC-DC放电电路以及反馈电网进行连接，对动力电池的温度进行实时的检测，利用动力电池的温度来控制充电安全保护系统（恒流恒压充电电路）以及放电安全保护系统（DC-DC反馈电网）的运行。交流电网中的电压通过功率因数校正电路模块变得较为稳定，结合恒流恒压的充电电路完成动力电池的充电工作。当动力电池充满电，开始进行放电的时候，先通过DC-DC放电电路完成电压的转换，使电压稳定在350V左右，然后经过反馈电网完成电能的反馈。在整个系统的运行中，如果出现温度大于60℃的情况，电路保护模块将会强行停止检测的进行[2]。

5 动力电池的安全功能检测系统设计

高压器件的绝缘测试是电动汽车动力电池的安全功能检测中的最重要工作，在进行动力电池的安全功能检测系统的设计时，要充分考虑绝缘检测的要求和项目。在进行动力电池的安全功能检测中，主要包含着四个项目：第一，继电器状态的检测。可利用CAN控制信号的发出完成高电压输出中继电器的断开或是闭合工作，并结合高电压输出端口的电压检测，判断继电器的工作安全状态。第二，绝缘检测系统的检测。将三个不同阻值的电阻接入电路，并结合动力电池中BMS系统检测及输出的绝缘值对动力电池的绝缘检测系统进行检测。第三，高压互锁。可以通过模拟互锁的不同状态，结合反馈的信息进行判断和检测。第四，碰撞检测系统的检测。模拟几个碰撞信号，观察和对比动力电池中碰撞检测系统的反馈信息，判断和检测碰撞检测的运行情况。

6 总结

综上所述，人们对于电力汽车电池检测系统设计的研究越来越多，但是检测系统的设计依旧能够进行更多的优化。通过优化电动汽车动力电池的基本功能检测系统、充放电检测系统、电流的检测系统、节能检测系统、安全功能检测系统，实现和完成了电力汽车动力电池的检测，为进行相关研究的人员提供了参考和借鉴。

参考文献：

[1]张进，张向文.电动汽车动力电池绝缘检测系统的设计与实现[J].电源技术，2016，40（10）：1946-1949.

[2]邓庭锋. 电动汽车动力电池总成检测系统研究与设计[D].重庆大学，2016.

基金项目2017年大学生创新创业校级项目

作者简介：王龙（1989-），男，河南渑池人，硕士，助教，研究方向：电动汽车。