純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)概述與發(fā)展-資料下載頁(yè)
2025-06-29 16:50本頁(yè)面
【正文】 完成數(shù)據(jù)采集和看門狗保護(hù)，利用串行口中斷完成電池單體檢測(cè)模塊RS485總線通訊，這樣既保證了數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性。又可以使模塊在總線通訊時(shí)能夠快速響應(yīng)電池組綜合管理器對(duì)單體數(shù)據(jù)的收集要求。．2動(dòng)力電池組綜合管理器軟件設(shè)計(jì)動(dòng)力電池組綜合管理器軟件系統(tǒng)從功能上可分為系統(tǒng)初始化、人機(jī)接口、數(shù)據(jù)處理、故障診斷、通信與網(wǎng)絡(luò)五個(gè)程序模塊。系統(tǒng)初始化程序模塊主要完成中央處理電路模塊的診斷與啟動(dòng)以及系統(tǒng)變量的初始定義和設(shè)置：人機(jī)接口程序模塊負(fù)責(zé)輸入命令的處理和輸出信息的顯示：數(shù)據(jù)處理程序模塊完成采集，處理A／D數(shù)據(jù)，電池剩余電量預(yù)測(cè)算法等功能；故障檢測(cè)與診斷程序模塊實(shí)現(xiàn)單體電壓報(bào)警、溫度、總電壓和剩余電量報(bào)警；通信與網(wǎng)絡(luò)程序模塊保障系統(tǒng)與其它控制單元之間完成實(shí)時(shí)高速而可靠安全的信息交互。整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思路是保證系統(tǒng)初始化、人機(jī)接口、故障診斷和通信四個(gè)模塊的通用性。、。溫度檢測(cè)電池組在充、放電過(guò)程中，一部分能量以熱量形式被釋放出來(lái)，這部分熱量不及時(shí)排除會(huì)引起電池組過(guò)熱。如果單個(gè)鎳氫電池溫度超過(guò)55℃，電池特性就會(huì)變質(zhì)，電池組充、放電平衡就會(huì)被打破，繼而導(dǎo)致電池組永久性損壞或爆炸。為防止以上情況發(fā)生，需要對(duì)電池組溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并進(jìn)行散熱處理。采用熱敏電阻作為溫度傳感器進(jìn)行溫度采樣。熱敏電阻是一種熱敏性半導(dǎo)體電阻器，其電阻值隨著溫度的升高而下降。電阻溫度特性可以近似地用下式來(lái)表示：均衡模塊電池組常用的均衡方法有分流法、飛速電容均衡充電法、電感能量傳遞方法等。壓差值不會(huì)超過(guò)50 mV。在本系統(tǒng)中，需要較多的I/O口驅(qū)動(dòng)開關(guān)管，而單片機(jī)的I/O口有限，所以采取整充轉(zhuǎn)單充的充電均衡方法。原理圖如圖3所示。Q4是控制電池組整充的開關(guān)，QQQ5是控制單節(jié)電池充電的開關(guān)。以10節(jié)錳酸鋰電池組為例，變壓器主線圈兩端電壓為42 V， V。剛開始Q4導(dǎo)通，QQQ5截止，單節(jié)電池的電壓不斷升高， 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QQQ5，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。經(jīng)測(cè)試，電壓差值不會(huì)超過(guò)50 mV。 SOC電量檢測(cè) 在鋰離子電池管理系統(tǒng)中，常用的SOC計(jì)算方法有開路電壓法、庫(kù)倫計(jì)算法、阻抗測(cè)量法、綜合查表法[3]。 (1)開路電壓法是最簡(jiǎn)單的測(cè)量方法，主要根據(jù)電池開路電壓的大小判斷SOC的大小。由電池的工作特性可知，電池的開路電壓與電池的剩余容量存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系?！ ?2)庫(kù)侖計(jì)算法是通過(guò)測(cè)量電池的充電和放電電流，將電流值與時(shí)間值的乘積進(jìn)行積分后計(jì)算得到電池充進(jìn)的電量和放出的電量，并以此來(lái)估計(jì)SOC的值?！ ?3)阻抗測(cè)量法是利用電池的內(nèi)阻和荷電狀態(tài)SOC之間一定的線性關(guān)系，通過(guò)測(cè)出電池的電壓、電流參數(shù)計(jì)算出電池的內(nèi)阻，從而得到SOC的估計(jì)值。 (4)綜合查表法中電池的剩余容量SOC與電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)是密切相關(guān)的。通過(guò)設(shè)置一個(gè)相關(guān)表，輸入電壓、電流、溫度等參數(shù)就可以查詢得到電池的剩余容量值?！ ≡诒驹O(shè)計(jì)中，從電路的集成度、成本、所選MCU的性能方面考慮，采用了軟件編程的方法。綜合幾種方法，采用庫(kù)倫計(jì)算法比較合適。(1)用C表示鋰電池組從42 V降到32 V時(shí)放出的總的電量。(2)用η表示電流i經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，放出的電量與C的比值?！ ∑渲蠧RM為剩余電量。令ΔCi=iΔt，表示t時(shí)間內(nèi)電池組以i放電的放電量；或者是以i充電的充電量，剩余電量實(shí)際上是對(duì)ΔCi的計(jì)算以及累加。設(shè)定合適的采樣時(shí)間Δt，測(cè)定當(dāng)前的電流值，然后計(jì)算乘積，得到Δt時(shí)間內(nèi)剩余容量CRM的變化量，從而不斷更新CRM的值，即可實(shí)現(xiàn)SOC電量的檢測(cè)。第五章 小結(jié)目前， 能源消耗在汽車中的比例占主要512業(yè)國(guó)家能源消耗的24％ Ⅲ，人們?cè)诓粩鄬で罂稍偕木G色能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的一次性能源。蓄電池在充電和使用過(guò)程中無(wú)污染， 必將成為汽車能源發(fā)展的一大趨勢(shì)電池管理系統(tǒng)是新能源汽車必備的重要零部件!與動(dòng)力蓄電池組共同構(gòu)成電池系統(tǒng)!為新能源汽車提供動(dòng)力39。單體動(dòng)力電池要保持一致性很難!需要用電池管理系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)充39。 可以說(shuō)電池管理系統(tǒng)使動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車上的使用成為了可能!因此電池管理系統(tǒng)是動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵39。 電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的發(fā)展必將帶來(lái)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。參考文獻(xiàn)[1]．Wang Xiao Peng．A modular battery management system[D]．The Universityof Toledo，200105[2]．童詩(shī)白，華成英主編．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)【M]．第三版，北京：高等教育出版社．2000—03[3]．馬忠梅等編著．單片機(jī)C語(yǔ)言Windows環(huán)境編程寶典【M]．北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2003[4]．Dedef Heinemann，Dietrich Naunin．A Battery Management System foroptimized Control and Diagnosis of Traction Batteries in EVs andHEVs．EVSl6，1999[5]．DiplIng Detlef Heinemann．Prof DrIng Dietrich Nannin．Realizationof a Battery Management System for x—EVs．EVS17，2000［6］ 麻友良，陳全世，朱元。 變電流下的電池荷電狀態(tài)定義方法探討［J］電池,(1),:7.［7］ 宮學(xué)庚，齊鉑金，劉有兵，等。 電動(dòng)汽車動(dòng)力電池模型和342 估算策略［j］。 電源技術(shù)，2004,28(10):633.[8] Labrosse Jean J. 166。204。C/OSII源碼公開的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng). 邵貝貝譯. 北京：中國(guó)電力出版社，2001[9] 劉和平等．TMS320LF240xDSP 結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002．[10] 166。204。C/OSII在TMS320LF2407A上的移植與應(yīng)用[J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2003(5):798323
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