【正文】 :4042.電動(dòng)自行車鋰電池管理系統(tǒng)AbstractThe advantage of the EVs is the mechanical simplicity of the drivetrain. For example, an EV drive train can convert energy stores into vehicle motion, just like a conventional vehicle, and it can also reverse direction and convert vehicle motion back into energy stores through regeneration barking, which means that theirs energy/work loop is inherent bidirectional. Besides, moving parts of the electric motor in the EVs consist primarily of the armature (DC motors) or rotor (AC motors) and bearings, a relatively simple and far more efficient machine. other advantages include electric motor torque much more suited to the torque demand curve of a vehicle. EV drive train often needs only one gear ratio other than two or more. Moreover, a reverse gear is unnecessary because the rotational direction of the motor itself can be reversed simply by reversing the electrical input polarity.Lithium iron battery pack with the joint design of hardware andsoftware system debug and test on electric vehicles. The results show that theintroduction of the battery management system is reliable, economiantiinterference ability. This battery management system can achieve: the Collection of battery voltage, current, temperature。近年來(lái)BMS技術(shù)發(fā)展得十分迅速，國(guó)內(nèi)外的研究也是如火如荼。ECU功能有數(shù)據(jù)采集、處理、傳送、控制，還控制均衡器、車載充電器等。本文概括地介紹了國(guó)內(nèi)外鋰電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，并對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。鋰電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能包括：數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、荷電狀態(tài)（SOC）估計(jì)、熱管理、均衡管理、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)顯示與報(bào)警。德國(guó)研究員認(rèn)為電氣控制需要實(shí)現(xiàn)控制制充電過(guò)程：包括均衡充電；根據(jù)SOC、電池健康狀態(tài)SOH和溫度來(lái)限定放 電電流。短短十幾年時(shí)間，我國(guó)的BMS開(kāi)發(fā)已初具規(guī)模。 the calculation of the remaining capacity and battery status judgments?？梢詫?shí)現(xiàn):電池電壓、電流、溫度等模似量的采集。并且我國(guó)的自行車擁有量相當(dāng)大，號(hào)稱自行車王國(guó)，這種情況比較符合我國(guó)的國(guó)情。如北京、上海、杭州、無(wú)錫、重慶等地的廠家,其中上海自行車廠的永久DX一130型已批盆問(wèn)市。鋰電池以其工作電壓高、比能量和比體積大、自放電率低、無(wú)記憶效應(yīng)、充放電效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)和無(wú)污染性等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的被應(yīng)用在電動(dòng)自行車上?！　“拇罄麃喎蓜澏?，輸出功率在200瓦以上的電動(dòng)自行車被列入小型摩托車治理，車輛要進(jìn)行注冊(cè)，駕駛者必需持有駕照，治理規(guī)則與摩托車相同，駕駛者要戴安全頭盔。近年來(lái)，電動(dòng)自行車行業(yè)發(fā)展迅速，年增長(zhǎng)速度達(dá)到30%40%。我們知道，蓄電池是電動(dòng)自行車的動(dòng)力源，其性能和工作狀態(tài)對(duì)整車來(lái)說(shuō)是非常重要的，電池管理系統(tǒng)的主要功能就是在即時(shí)檢測(cè)電池工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對(duì)其剩余容量做出較為準(zhǔn)確的估計(jì)，對(duì)故障電池做出早期預(yù)判，防止發(fā)生過(guò)沖過(guò)放等損害電池的行為，防止因?yàn)閱误w電池的損壞而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致的整個(gè)電池組的壽命降低，從而降低了成本，提高使用效率。例如，法國(guó)所設(shè)計(jì)研發(fā)的電池管理系統(tǒng)功能相當(dāng)?shù)耐晟?，它可以保證電池處在正常狀態(tài)下，防止其進(jìn)入損害狀態(tài)，最大程度的提高使用效率和延長(zhǎng)使用壽命。日本豐田的混合車用系統(tǒng)等等。2 電池管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)鎳鎘電池: 鎳鎘蓄電池過(guò)充電時(shí)，將使電池內(nèi)發(fā)生分解水的反應(yīng)，在正、負(fù)極板上將分別有氧氣和氫氣析出。鎳氫電池也有記憶效應(yīng)，但棚對(duì)鎳鎘電池較小。 (2)電池充放電過(guò)程管理:即實(shí)時(shí)監(jiān)控電池充放電時(shí)的溫度、電壓、電流等參數(shù)，在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)斷開(kāi)充放電電路。電池容量是指在一定放電條件下，可以從電池獲得的電量，即電流對(duì)時(shí)間的積分，一般用mAh或Ah來(lái)表示，它直接影響到電池的最大工作電流和工作時(shí)間。(5)循環(huán)壽命(二次電池)。 (3)經(jīng)濟(jì)性:既要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)也得考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的硬件以及配置。基于本系統(tǒng)的使用范圍是電動(dòng)自行車，所以本設(shè)計(jì)的硬件電路既要簡(jiǎn)單又必須穩(wěn)定可靠，所以對(duì)原有管理系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行了改造，包括電壓采集電路、電流采集電路等，而且又在原有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，添加了另外一項(xiàng)功能，即均衡充電。目前電動(dòng)車上較多的使用電池荷電狀態(tài)估算方法。開(kāi)路電壓法是利用電池的開(kāi)路電壓與電池的荷電狀態(tài)之間的對(duì)應(yīng)的關(guān)系，通過(guò)測(cè)量電池的開(kāi)路電壓來(lái)估計(jì)SOC的。其次，卡爾曼濾波把被估計(jì)量作為系統(tǒng)的狀態(tài)，用系統(tǒng)狀態(tài)方程來(lái)描述狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過(guò)程，因此，各時(shí)刻之間的狀態(tài)相關(guān)函數(shù)，就可以根據(jù)狀態(tài)方程的轉(zhuǎn)移特性來(lái)描述，解決非平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程估計(jì)的困難。+T(k,k1)Q(k)T(k,k1)39。5. 計(jì)算更新后估計(jì)協(xié)防差矩陣C(k)~ = [IK(k)H(k)]C(k)^[IK(k)H(k)]39。另外，由于SOC算法比較復(fù)雜，需要電池管理系統(tǒng)具有較快的數(shù)據(jù)處理速度。可支持輸入捕捉，輸出比較，或每個(gè)通道帶緩沖的邊沿對(duì)齊PWM輸出；(6)支持最多32個(gè)中斷/復(fù)位源。電壓信號(hào)、電流信號(hào)通過(guò)不同的采集電路，分別進(jìn)人單片機(jī)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行信號(hào)的濾波和轉(zhuǎn)換。 電壓檢測(cè)電路 以上4節(jié)電池可以用2個(gè)三通道開(kāi)關(guān)切換陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)。電解液的溫度直接影響到放電量，環(huán)境溫度對(duì)蓄電池的工作性能和使用壽命有極大的影響作用。遠(yuǎn)端引入。Q4是控制電池組整充的開(kāi)關(guān)，Q2,Q3,Q5是控制單節(jié)電池充電的開(kāi)關(guān)。近幾年來(lái)，隨著集成技術(shù)的發(fā)展，體積小和成本低的管理系統(tǒng)越來(lái)越受到人們的喜歡。,各子模塊測(cè)量所在電池的單體電壓和溫度，將數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線報(bào)送母控制器，母模塊完成電壓、電流、過(guò)電流、漏電流等數(shù)據(jù)測(cè)量，同時(shí)控制熱管理風(fēng)機(jī)的啟停，將重要數(shù)據(jù)信息整車通過(guò)CAN總線報(bào)送至整車控制器。includei,j,kk,ii,l,jj,js。l=m。j=n1。for(j=0。{for(js==0)free(b)。i++)forjj=i*m+j。(kk=0。i=n1。(i=0。(j=0。a[jj]=+a[jj]。i++)jj=i*l+j。kk++)i=n1。kk=n1。(i=0。for(kk=0。硬件抗干擾是主動(dòng)措施。(3)看門狗程序。試驗(yàn)用的電池是串聯(lián)在一起的7個(gè)單體鋰離子電池，其容量為8Ah。通過(guò)對(duì)電壓、電流、溫度等參數(shù)的采集，應(yīng)用卡爾曼算法實(shí)現(xiàn)了SOC的估算。 也要感謝那些對(duì)我的大力支持和幫助的人，還要感謝我的宿舍和班級(jí)里的眾多同學(xué)和朋友。電池和電動(dòng)機(jī)的技術(shù)大大改善，允許更好的E2Ws（杰姆森和本杰明，2005），由于城市的迅速擴(kuò)張，更加快了自行車的發(fā)展。許多研究著眼于優(yōu)化組件的大小卻沒(méi)有注意組件的分配策略[9 13]。必要的量化的差異表現(xiàn)在模型設(shè)計(jì)與實(shí)際系統(tǒng)中，從而可以提高模型的設(shè)計(jì)，更好地了解潛在的影響系統(tǒng)運(yùn)行的因素，并為制造商供數(shù)據(jù)，帶來(lái)更好的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。最近還通過(guò)了可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)和增加打擊小型低效的燃煤發(fā)電廠，將有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。 有些網(wǎng)站提出了解決優(yōu)化的方法，組件的大小和調(diào)度采用普遍的算法，以減少計(jì)算時(shí)間[8,14,15]。該系統(tǒng)利用不同電力生產(chǎn)技術(shù)相互補(bǔ)充，發(fā)揮各電池的作用，使各種電池為系統(tǒng)提供充分的能量。他們的愛(ài)一直陪伴著我，給了我無(wú)盡信心和力量。 (5)最后在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)羊的功能測(cè)試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了深一步的分析。7 結(jié)論 本文針對(duì)鋰離子電池組的日益廣泛應(yīng)用、市場(chǎng)的需求以及鏗離子電池組管系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與實(shí)際應(yīng)用中的難題，研究設(shè)計(jì)了一種經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠的七節(jié)適用于電動(dòng)自行車的鏗離子電池組智能管理系統(tǒng)。(4)增加了軟件復(fù)位功能。其二是在因干擾而使運(yùn)行程序發(fā)生混亂,導(dǎo)致程序亂飛和陷入死循環(huán)時(shí)，采取使程序回歸正軌的措施，這些措施可以由軟件單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟硬件相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。return(js)。kk=n1。i=n1。kk++)jj=i*l+j。i++)b[jj]=b[jj]+a[i*l+kk]*p[kk*n+j]。b[jj]=。{j=n1。if}i=n1。(j=0。jj=i*l。for}i++)g[jj]=g[jj]+a[i*l+kk]*e[j*m+kk]。kk=m1。g[jj]=。return(js)。(j=0。j=m1。for}{j++)for(j=0。double其中SOC的估算為重點(diǎn)，能反映電池最重要的狀態(tài)剩余電量。所以數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)電壓、溫度和電流的采集是以硬件為平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而電量估算模塊、狀態(tài)管理模塊、則是通過(guò)軟件部分來(lái)處理的，并輸出顯示模塊。剛開(kāi)始Q4導(dǎo)通，Q2,Q3,Q5截止，單節(jié)電池的電壓不斷升高，當(dāng)檢測(cè)到某一節(jié)電池的電壓達(dá)到額定電壓12 V以后，電壓檢測(cè)芯片發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，關(guān)閉Q4，打開(kāi)Q2 , Q3 ,QS，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入單充階段，未充滿的電池繼續(xù)充電，以達(dá)到額定電壓的電池保持額定電壓不變。單總線適用于單主機(jī)系統(tǒng)，能夠控制一個(gè)或多個(gè)從機(jī)設(shè)備。一般情況下，實(shí)際溫度系數(shù)不是一個(gè)常數(shù)。開(kāi)關(guān)SSS4負(fù)責(zé)將電池的負(fù)極連接至飛電容的負(fù)極。根據(jù)本文參數(shù)檢測(cè)的特點(diǎn)和控制的要求，對(duì)于精度要求不高的測(cè)量對(duì)象，電流的檢測(cè)采用電阻壓降法，可以滿足要求。(9) RTC一(實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器)8位模數(shù)計(jì)數(shù)器，帶基于二進(jìn)制或十進(jìn)制的預(yù)分頻器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，使用外部晶體和RTC來(lái)確保精確時(shí)基、時(shí)間、日歷或任務(wù)調(diào)度功能，內(nèi)帶低功耗振蕩器(1 kHz)。根據(jù)本設(shè)計(jì)方案的要求，系統(tǒng)的MCU必須具有如下強(qiáng)大的功能:帶增益放大的高精度AD并且數(shù)量夠用、采用的程序結(jié)構(gòu)為FLASH、支持I2C通信、具有E2PROM等功能，并且有助于幫助用戶降低成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的性能并提高產(chǎn)品的質(zhì)量。現(xiàn)設(shè)線性時(shí)變系統(tǒng)的離散狀態(tài)防城和觀測(cè)方程為： X(k) = F(k,k1)時(shí)問(wèn)常數(shù)較小的R1C1環(huán)節(jié)描述鋰離子電極間傳輸時(shí)受到的阻抗，時(shí)問(wèn)常數(shù)較大的R2C2環(huán)節(jié)來(lái)描述鋰離子電極材料中擴(kuò)散時(shí)受到的阻抗。單獨(dú)使用任何一種算法估算SOC都存在不可避免的缺陷，很難單獨(dú)應(yīng)用在實(shí)時(shí)在線測(cè)量環(huán)境，因此需要綜合考慮各個(gè)方面的因素，得到一種最優(yōu)算法:利用安時(shí)積分計(jì)算動(dòng)態(tài)過(guò)程中SOC的變化量，結(jié)合開(kāi)路電壓和零負(fù)載電壓修正電流積分造成的累計(jì)誤差。因此在某些簡(jiǎn)單放電工況或者對(duì)剩余容量估算要求不高的場(chǎng)合，可以利用電池的端電壓等參數(shù)來(lái)表征蓄電池的剩余容量，目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)的電動(dòng)自行車就是利用電池的端電壓來(lái)表征電池的剩余容量的。 (5)安全性:在確保系統(tǒng)以