分布式电池管理系统

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1、Vol.5No.5/May.2011分布式电池管理系统吕延平王君君吴正斌徐国卿摘要本文结合电池管理系统项目研制的背景，根据项目的技术要求，设计了一套电池管理系统，能够有效地对高低压混合信号进行了处理，实现了分布式温度监测和内部、外部CAN总线网络通信。本文论述了电池管理系统的硬件方案，以及相应的软件流程，同时还对电池管理系统在电磁干扰的环境中的表现做了评测。关键词BMS；高压监控；高低压混合信号处理；CAN总线1引言大功率工作状态，对EMI/EMC要求非常高，这就为电池管理系统的设计带来了更大的难度和挑战。由在环保和能源短缺的双重压力下，各国政府和于电动汽车电池管理系统(

2、BMS)直接与高压动力电池各大汽车厂商都在寻求解决办法。据壳牌公司估组相连并对其施加控制，因此，电池管理系统(BMS)计，2050年全球的能源需求可能是现在的两倍，而对可靠性要求极高，特别是高压监控部分(电池组单其中九成的新增需求都来自新兴市场，因为这些市体电压采集和电池均衡)。[1]场的消费能力增加，继而加大能源消耗。就汽车市2010年8月31日，通用汽车在华正式发布了雪场来说，到本世纪中期，上路的车辆可能从目前的佛兰VOLT电动汽车，并正式定名为“沃蓝达”，并约9亿辆增长到20亿辆，这对能源市场是一个极大利将于2011年下半年在中国上市销售。中国也将成为好同时又是一个

3、极大的考验。除美国以外的沃蓝达的首个海外市场。动力方面，目前，以混合动力汽车、纯电动汽车，燃料电沃蓝达的电力驱动装置额定功率为111千瓦，额定扭池汽车、氢能源汽车为代表的新能源汽车，普遍被矩为370牛•米。沃蓝达电动汽车不同于普通轿车，认为是未来汽车动力、能源系统转型发展的重要方沃蓝达更注重于驾驶的稳定性，因此在操控性方向[2,3]。混合动力汽车，将成为传统汽车节能减排技面较同等价位的家轿而言，稍有逊色。不过即使如术升级的主要途径，纯电动包括插电式混合动力汽此，沃蓝达最高时速也可达160km/h，0-96km/h加[6]车，将成为未来汽车发展战略的主流。从美国、德速大约需

4、要9秒。美国国家能源协会很早就开展了国、日本等国家公布的电动汽车发展战略和计划来BMS的研究，也发表了一些研究成果，其中以电池看，各国均认为在所有的驱动技术的创新过程中，组的性能参数对电动车整车行驶性能的影响居多，[7]电力驱动具有极其重要的地位。因为未来的驱动方专门对BMS研究成果发表的文献较少。关于沃蓝达的使用性能的报道很多，但有关BMS的报道和文献式必然是耗能少、更环保、零排放、低噪音和具有[4]还未找到。从沃蓝达的性能参数来看，其BMS的性可持续发展前景的。同时电动汽车的普及，也对未能已达到了较高的水平。目前国内进行BMS研究的来新能源的应用，以及我们社会的交通系

5、统产生积科研单位和公司有很多，如北京交通大学、北京理极而又深远的影响。工大学、湖南大学、中科院、深圳市航盛电子股份电池管理系统(BMS)与动力电池组紧密连结在有限公司、哈尔滨冠拓电源有限公司、凹凸科技有一起，对电池的电压、电流、温度等进行时刻监限公司、比亚迪汽车公司等。此外，一些动力电池测，同时还进行漏电监测、热管理、均衡管理、生产厂家也在独立或与其他机构联合开发BMS。北SOC&SOH估算，通过CAN总线接口与整车控制京交通大学在BMS方面研究较早，早期研制的镍氢器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等电池BMS已经经过实车测试，锂离子电池BMS也做[5]实时通信。

6、完善的电池管理系统(BMS)必须做到：过很多测试[8]；凹凸科技有限公司进行BMS研究也较满足TS16949和汽车电子的要求，实现高速数据采集早，不仅进行BMS方案应用研究，目前也开始着手和高可靠性、汽车级CAN总线通讯、高抗电磁干扰于BMS专用芯片的设计研究；哈尔滨冠拓电源有限能力(最高级别的EMI/EMC要求)和在线诊断功能。公司研制生产的BMS已部分应用于国产小型电动汽由于电动汽车中电池分布环境非常复杂，处于高压车；比亚迪汽车公司研发的BMS已应用在其生产的58分布式电池管理系统F3DM电动汽车上，并作为出租车在深圳市运行。(1)车载12V直流电源经EMI滤波隔离后

7、进入12V-5VDC/DC，DC/DC输出5V电压；2系统概述(2)CAN总线通信模块与MCU隔离开，采用数字本系统需要完成电池组单体电压采集、均衡、隔离器件对CAN总线差分信号进行隔离，0505温度测量、SOC计算等功能，由子控制板完成单体DC/DC为数字隔离器件提供电源；电压采集、均衡和温度测量，由主控制板完成SOC(3)LTC6802及其外围电路为高压电路部分，第十计算和与整车控制器的外部CAN总线通信。系统整个电池包的子控制板此部分正常工作电压为体结构如图1所示。320V，高压部分与低压部分完全隔离。SPI信号传输采用