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电动汽车作为新能源汽车的一种,由于其节能环保等优势,是未来新型能源汽车发展的趋势。动力电池组作为电动汽车核心部件之一,电池管理系统的性能优劣直接决定着电池组的安全性、可靠性及使用寿命。而模拟前端(AFE)对电池组电压、电流及温度的采集精度、速度及自身功耗等性能是评价电池管理系统性能优劣的主要依据。因此,电池组模拟前端技术尤其重要,具有重要研究意义。针对电动汽车电池组管理系统在电池电压、电流及温度采集中存在的问题,立足于电池管理监测系统的发展现况和系统需求,本文主要对电池组模拟前端的关键技术进行了研究与设计。基于SAR ADC对电池电压、充电电流及电池温度等信息进行实时采集,然后通过I2C与主机MCU进行通讯,获取电池状态信息,根据获取信息,MCU对系统进行相应的操作。主要研究内容如下:首先提出了电池电压、电流及温度采集方案及研究思路。在电池单体电压采集过程中,电池串联及电池组之间的级联都会导致单体电压颇高,会超出SAR ADC比较器承受范围。针对电池输出高压,本文设计了一种电容式降压结构,该结构可以有效地把电池单体电压降到安全采集范围,ADC对降压后的数据进行采样处理,处理后的数据通过I2C与主机进行通信。设计动态逻辑时序电路,电池电压、电流及温度可以安全有序的采集,有效降低功耗。其次对SARADC结构进行设计。SARADC因其DAC结构没有静态电流,且不需要额外的采样和保持电路,综合考量设计了14位SAR ADC对电池信息进行采集。DAC结构选型时,对传统、单调及Vcm结构进行功耗分析,传统结构采用下极板进行采样,既浪费功耗且增加电容个数,本文设计的改进型上极板采样Vcm结构可以有效降低功耗及减少电容个数。SAR ADC的逻辑采用Verilog进行设计,针对设计过程中比较器失调进行数字校准,同时对数字逻辑进行DC综合并完成版图综合设计,达到面积小的要求。本文的电动汽车模拟前端监测系统是基于0.18μm BCD工艺设计的。对电池电压、电流及温度采集方案进行仿真验证,结果表明采样效率较高,精度误差在±10m V以内,并且动态逻辑时序可以有效降低功耗。SAR ADC逻辑时序可以有效控制DAC结构开关时序的切换,ADC整体性能经过数字校准后,输出精度更高,有效位数可以达到13.48bit,整体系统满足设计要求。