打造高效安全的電池管理 | 基于A(yíng)CM32 MCU的兩輪車(chē)充電樁方案
隨著(zhù)城市化進(jìn)程的加快、人們生活水平的提高和節能環(huán)保理念的普及,越來(lái)越多的人選擇了電動(dòng)車(chē)作為代步工具,而兩輪電動(dòng)車(chē)的出行半徑較短,需要頻繁充電,因此在城市中設置兩輪車(chē)充電樁就非常有必要了。城市中的充電樁不僅能解決兩輪車(chē)充電難、亂擺放的問(wèn)題,而且能夠更大限度的保證了用戶(hù)的充電安全,有效降低了充電過(guò)程火災事故的發(fā)生。
兩輪車(chē)充電樁解決方案
上海航芯的兩輪車(chē)充電樁解決方案以ACM32F403RET7為主控芯片,該方案包含了電源模塊、控制模塊、顯示模塊、通訊模塊等。ACM32F403主頻高達180MHz,帶兩路CAN接口,可與BMS通信,讀取電池相關(guān)信息,帶四路高速QSPI接口,實(shí)現與NFC模塊的高效通信,另外帶串口、32bit Timer、IO等豐富的外設資源,很好的滿(mǎn)足了產(chǎn)品的功能需求,方案框圖如下所示:
充電樁電網(wǎng)中輸入220V交流電,通過(guò)可控硅、功率MOS管、繼電器等開(kāi)關(guān)器件,控制充電的通斷,為了充電安全,往往會(huì )在電路中增加電流檢測以監測充電過(guò)程中電流的變化,實(shí)現過(guò)流保護、空載保護、充滿(mǎn)自停等,常見(jiàn)的電流檢測方法有:電阻采樣、電流互感器采樣、霍爾元件采樣,一般情況多采樣電阻采樣。
通訊方面搭配了4G模塊和NFC模塊,主控芯片通過(guò)UART與4G模塊通信,連接到后臺的充電管理系統,將實(shí)時(shí)的充電狀態(tài)同步到后臺,也可在A(yíng)PP上操作,遠程控制充電的開(kāi)啟和停止。同時(shí)也支持NFC刷卡,通過(guò)SPI快速檢卡,識別持卡用戶(hù),認證成功后進(jìn)行扣費開(kāi)啟充電。
BMS(電池管理系統)主要是監控電池的工作狀態(tài)(電池的電壓、電流和溫度)、預測電池的剩余電量(SOC)和相應的剩余行駛里程,進(jìn)行電池管理以避免電池過(guò)充、過(guò)放、過(guò)熱和單節電池電壓不平衡的現象,從而最大限度的發(fā)揮電池的循環(huán)壽命。系統預留了CAN接口,以便在充電過(guò)程中,BMS可將電池的充電參數(電壓、電流、SOC等信息)定時(shí)發(fā)送給充電機,從而改變充電策略、為調整充電參數提供參考,在充電結束后,BMS將充電完成的信息通過(guò)CAN總線(xiàn)發(fā)送至充電機,從而切斷電源,完成充電。