基于ESAM安全模块的电动汽车电池管理系统

0 引言

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能源紧张和气候变化使具有节能环保优势的电动汽车受到了全球的关注.电动汽车采用清洁能源电能作为动力,是未来交通的长远解决方案[1].对于个人用户而言,充电时需要到就近的充电站或充电桩进行充电,充电时间较长,如选择电池快充,则对电池损伤较大.如当前车内电池电量不足且时间较紧,则需常备备用电池随时进行更替.电动汽车电池体积较大,操作不易且成本较高,如个人购买备用电池势必将造成个人基础投入的提高,造成电动汽车在个人用户中难以推广.因此,由充电站或电池租赁公司常备多块电池,由公司统一对电池进行充电和维护,根据需求为使用者进行电池更换.电动汽车的电能补充以换电方式为主.

该方式具有以下优点:降低了用户的基础投入;延长电池的使用寿命;提高电池的利用率;有助于解决充电网点外的紧急情况;租赁公司利用峰谷电统一进行充电,有利于整体电网的调配等.由于使用换电模式,电池将在多用户多地域间进行流通,在电池进行更换时根据电池状况进行资费结算,因此电动汽车电池需与不同使用者的信息(如车牌号等)挂钩.一方面,需要保证使用者的个人信息不被泄露;另一方面,又需要保证电池在流通使用时的资产安全.此时,电池资产的所属者(如充电站或电池租赁公司),对于电动汽车电池管理的安全性要求大大提高.

本文将esam安全模块与射频模块相结合,形成新的安全性更高的电池安全模块rf收发器,将其安装在电动汽车电池中,同时,设置与该esam安全模块配套的手持终端.此时,将使用者的个人信息以及电池的资产信息存储在esam安全模块中,不仅个人信息被进行加密,同时,在进行充电或换电时,也需首先将电池中esam安全模块与智能电网的后台售电系统进行认证,认证通过后才可正常进行充换电,从而保证了电池资产的安全性.

1 系统结构

为实现电动汽车电池管理,整套系统共分为以下几部分:电动汽车电池端的电池安全rfid模块、手持机、固定读头、后台管理系统.

在电动汽车电池上加装电池安全rfid模块,简称电池模块.该模块用于实现电池信息存储、数据加解密认证、数据交互传输等功能,主要由mcu、esam及射频发射rf收发器构成.系统组织结构如图1所示.

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