【正文】 :4042.電動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BMS技術(shù)發(fā)展得十分迅速，國內(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內(nèi)外鋰電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，并對其進行簡要分析。鋰電池管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能包括：數(shù)據(jù)監(jiān)測、荷電狀態(tài)（SOC）估計、熱管理、均衡管理、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)顯示與報警。德國研究員認為電氣控制需要實現(xiàn)控制制充電過程：包括均衡充電；根據(jù)SOC、電池健康狀態(tài)SOH和溫度來限定放 電電流。短短十幾年時間，我國的BMS開發(fā)已初具規(guī)模。 the calculation of the remaining capacity and battery status judgments?？梢詫崿F(xiàn):電池電壓、電流、溫度等模似量的采集。并且我國的自行車擁有量相當(dāng)大，號稱自行車王國，這種情況比較符合我國的國情。如北京、上海、杭州、無錫、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、無記憶效應(yīng)、充放電效率高、循環(huán)壽命長和無污染性等優(yōu)點，越來越多的被應(yīng)用在電動自行車上?！　“拇罄麃喎蓜澏ǎ敵龉β试?00瓦以上的電動自行車被列入小型摩托車治理，車輛要進行注冊，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，電動自行車行業(yè)發(fā)展迅速，年增長速度達到30%40%。我們知道，蓄電池是電動自行車的動力源，其性能和工作狀態(tài)對整車來說是非常重要的，電池管理系統(tǒng)的主要功能就是在即時檢測電池工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對其剩余容量做出較為準確的估計，對故障電池做出早期預(yù)判，防止發(fā)生過沖過放等損害電池的行為，防止因為單體電池的損壞而未能及時發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致的整個電池組的壽命降低，從而降低了成本，提高使用效率。例如，法國所設(shè)計研發(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，防止其進入損害狀態(tài)，最大程度的提高使用效率和延長使用壽命。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)計鎳鎘電池: 鎳鎘蓄電池過充電時，將使電池內(nèi)發(fā)生分解水的反應(yīng)，在正、負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)，但棚對鎳鎘電池較小。 (2)電池充放電過程管理:即實時監(jiān)控電池充放電時的溫度、電壓、電流等參數(shù)，在發(fā)現(xiàn)異常情況時及時斷開充放電電路。電池容量是指在一定放電條件下，可以從電池獲得的電量，即電流對時間的積分，一般用mAh或Ah來表示，它直接影響到電池的最大工作電流和工作時間。(5)循環(huán)壽命(二次電池)。 (3)經(jīng)濟性:既要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時也得考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性，選擇合適的硬件以及配置?；诒鞠到y(tǒng)的使用范圍是電動自行車，所以本設(shè)計的硬件電路既要簡單又必須穩(wěn)定可靠，所以對原有管理系統(tǒng)的硬件電路進行了改造，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，添加了另外一項功能，即均衡充電。目前電動車上較多的使用電池荷電狀態(tài)估算方法。開路電壓法是利用電池的開路電壓與電池的荷電狀態(tài)之間的對應(yīng)的關(guān)系，通過測量電池的開路電壓來估計SOC的。其次，卡爾曼濾波把被估計量作為系統(tǒng)的狀態(tài)，用系統(tǒng)狀態(tài)方程來描述狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程，因此，各時刻之間的狀態(tài)相關(guān)函數(shù)，就可以根據(jù)狀態(tài)方程的轉(zhuǎn)移特性來描述，解決非平穩(wěn)隨機過程估計的困難。+T(k,k1)Q(k)T(k,k1)39。5. 計算更新后估計協(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?？芍С州斎氩蹲?，輸出比較，或每個通道帶緩沖的邊沿對齊PWM輸出；(6)支持最多32個中斷/復(fù)位源。電壓信號、電流信號通過不同的采集電路，分別進人單片機內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器，進行信號的濾波和轉(zhuǎn)換。 電壓檢測電路 以上4節(jié)電池可以用2個三通道開關(guān)切換陣列來實現(xiàn)。電解液的溫度直接影響到放電量，環(huán)境溫度對蓄電池的工作性能和使用壽命有極大的影響作用。遠端引入。Q4是控制電池組整充的開關(guān)，Q2,Q3,Q5是控制單節(jié)電池充電的開關(guān)。近幾年來，隨著集成技術(shù)的發(fā)展，體積小和成本低的管理系統(tǒng)越來越受到人們的喜歡。,各子模塊測量所在電池的單體電壓和溫度，將數(shù)據(jù)通過CAN總線報送母控制器，母模塊完成電壓、電流、過電流、漏電流等數(shù)據(jù)測量，同時控制熱管理風(fēng)機的啟停，將重要數(shù)據(jù)信息整車通過CAN總線報送至整車控制器。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。硬件抗干擾是主動措施。(3)看門狗程序。試驗用的電池是串聯(lián)在一起的7個單體鋰離子電池，其容量為8Ah。通過對電壓、電流、溫度等參數(shù)的采集，應(yīng)用卡爾曼算法實現(xiàn)了SOC的估算。 也要感謝那些對我的大力支持和幫助的人，還要感謝我的宿舍和班級里的眾多同學(xué)和朋友。電池和電動機的技術(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)計與實際系統(tǒng)中，從而可以提高模型的設(shè)計，更好地了解潛在的影響系統(tǒng)運行的因素，并為制造商供數(shù)據(jù)，帶來更好的產(chǎn)品推向市場。最近還通過了可再生能源組合標準和增加打擊小型低效的燃煤發(fā)電廠，將有助于實現(xiàn)這一目標。 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，以減少計算時間[8,14,15]。該系統(tǒng)利用不同電力生產(chǎn)技術(shù)相互補充，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。他們的愛一直陪伴著我，給了我無盡信心和力量。 (5)最后在實驗室環(huán)境下對系統(tǒng)進行了簡羊的功能測試，并對實驗數(shù)據(jù)進行了深一步的分析。7 結(jié)論 本文針對鋰離子電池組的日益廣泛應(yīng)用、市場的需求以及鏗離子電池組管系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與實際應(yīng)用中的難題，研究設(shè)計了一種經(jīng)濟適用、安全可靠的七節(jié)適用于電動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行程序發(fā)生混亂,導(dǎo)致程序亂飛和陷入死循環(huán)時，采取使程序回歸正軌的措施，這些措施可以由軟件單獨實現(xiàn)，也可以采用軟硬件相結(jié)合來實現(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，能反映電池最重要的狀態(tài)剩余電量。所以數(shù)據(jù)采集模塊對電壓、溫度和電流的采集是以硬件為平臺來實現(xiàn)的，而電量估算模塊、狀態(tài)管理模塊、則是通過軟件部分來處理的，并輸出顯示模塊。剛開始Q4導(dǎo)通，Q2,Q3,Q5截止，單節(jié)電池的電壓不斷升高，當(dāng)檢測到某一節(jié)電池的電壓達到額定電壓12 V以后，電壓檢測芯片發(fā)出驅(qū)動信號，關(guān)閉Q4，打開Q2 , Q3 ,QS，整個系統(tǒng)進入單充階段，未充滿的電池繼續(xù)充電，以達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系統(tǒng)，能夠控制一個或多個從機設(shè)備。一般情況下，實際溫度系數(shù)不是一個常數(shù)。開關(guān)SSS4負責(zé)將電池的負極連接至飛電容的負極。根據(jù)本文參數(shù)檢測的特點和控制的要求，對于精度要求不高的測量對象，電流的檢測采用電阻壓降法，可以滿足要求。(9) RTC一(實時時鐘計數(shù)器)8位模數(shù)計數(shù)器，帶基于二進制或十進制的預(yù)分頻器，實時時鐘功能，使用外部晶體和RTC來確保精確時基、時間、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)計方案的要求，系統(tǒng)的MCU必須具有如下強大的功能: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，增強產(chǎn)品的性能并提高產(chǎn)品的質(zhì)量?，F(xiàn)設(shè)線性時變系統(tǒng)的離散狀態(tài)防城和觀測方程為： X(k) = F(k,k1)時問常數(shù)較小的R1C1環(huán)節(jié)描述鋰離子電極間傳輸時受到的阻抗，時問常數(shù)較大的R2C2環(huán)節(jié)來描述鋰離子電極材料中擴散時受到的阻抗。單獨使用任何一種算法估算SOC都存在不可避免的缺陷，很難單獨應(yīng)用在實時在線測量環(huán)境，因此需要綜合考慮各個方面的因素，得到一種最優(yōu)算法:利用安時積分計算動態(tài)過程中SOC的變化量，結(jié)合開路電壓和零負載電壓修正電流積分造成的累計誤差。因此在某些簡單放電工況或者對剩余容量估算要求不高的場合，可以利用電池的端電壓等參數(shù)來表征蓄電池的剩余容量，目前市場上絕大多數(shù)的電動自行車就是利用電池的端電壓來表征電池的剩余容量的。 (5)安全性:在確保系統(tǒng)以