新型電動(dòng)汽車鋰電池管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

電池管理系統(tǒng)應(yīng)用于混合電動(dòng)車，平臺(tái)采用車載方式。在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量使管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進(jìn)、合理、可擴(kuò)展；系統(tǒng)功能上要完備，滿足電動(dòng)車的全面要求：各種參數(shù)測(cè)量精度高、EMC合格、可靠性高等。根據(jù)這一總方案指導(dǎo)思想，研制出了新一代的鋰電池管理系統(tǒng)，具體功能如下：
　　電池信息實(shí)時(shí)采集，包括單體電壓、電池組總電壓、溫度、充放電電流；
　　存儲(chǔ)重要的電池信息及重要數(shù)據(jù)；
　　剩余電量估計(jì)功能及顯示；
　　提供數(shù)據(jù)傳送的接口，包括同上位機(jī)通訊和同整車通訊以進(jìn)行車體控制；
　　安全、可靠、抗干擾性強(qiáng)、有良好的人機(jī)交互功能；
　　在充、放電過(guò)程中對(duì)單體電池進(jìn)行均衡和診斷。
　　這套電池管理系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，用多單片和多CAN通訊系統(tǒng)。按積木化設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊并采用了5寸半液晶、標(biāo)準(zhǔn)CAN及RS232接口以及多種抗干擾措施，滿足了燃料電池大客車的基本要求：
　　實(shí)現(xiàn)了分布式結(jié)構(gòu)、模塊化、多CAN通訊及多功能。
　　測(cè)量實(shí)現(xiàn)了高精度，總電流與總電壓精度分別為0.5%和0.2%，使電量計(jì)量更加精確。
　　具有特色的鋰電池單體電壓測(cè)量電路，達(dá)到了108-126路，可以擴(kuò)展至更多路，精度在（0.1-0.2）%.
　　實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在車上的運(yùn)行，解決了系統(tǒng)24V電源自動(dòng)控制、抗靜電干擾、抗電機(jī)DC/DC干擾，抗高壓漏電等一系列問(wèn)題
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)為分布式，主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成，即測(cè)量板、中央處理模塊、SOC估計(jì)模塊、專家系統(tǒng)模塊、與整車通訊模塊和顯示控制模塊。各模塊獨(dú)立工作，它們之間通過(guò)CAN總線相互通訊。電池管理系統(tǒng)的框圖參見(jiàn)圖3.1.
　　
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　　各模塊的主要功能如下：
　　測(cè)量板：主要完成單體電池電壓和溫度的測(cè)量，將數(shù)據(jù)傳到內(nèi)部CAN總線上；直接負(fù)責(zé)對(duì)均衡控制模塊發(fā)出接通和關(guān)閉分流電路的信號(hào)，同時(shí)接收中央處理模塊發(fā)來(lái)的組均衡控制信號(hào)。
　　啟分流裝置，調(diào)節(jié)充電電流，使電池組內(nèi)電池更加均勻和一致。
　　中央處理模塊：主要完成對(duì)總電流、總電壓、環(huán)境溫度的測(cè)量，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)下一級(jí)9塊測(cè)量板之間的組均衡進(jìn)行控制。
　　專家系統(tǒng)模塊：接受內(nèi)部CAN總線上的數(shù)據(jù)，對(duì)單體電池進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，給出健康等級(jí)和報(bào)警信息，將結(jié)果傳給顯示控制模塊。
　　SOC估計(jì)模塊：由一塊參數(shù)估計(jì)板構(gòu)成，根據(jù)接收中央處理模塊傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理計(jì)算，計(jì)算出剩余電量和功率強(qiáng)度。
　　顯示控制模塊：顯示控制板接收內(nèi)部CAN總線上的數(shù)據(jù)，然后送到液晶顯示屏顯示。同時(shí)，顯示控制模塊外留RS232借口，可以傳輸數(shù)據(jù)給上位機(jī)。
　　與整車通訊控制模塊：接收內(nèi)部CAN總線上的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)外部CAN總線將數(shù)據(jù)發(fā)給整車，同時(shí)接收整車發(fā)過(guò)來(lái)的信號(hào)。