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1、汽车工程2008年(第30卷)第9期AutomotiveEngineering2008(Vol.30)No.920081763基于双CAN总线的电动汽车电池管理系统郑敏信,齐铂金,吴红杰(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100083)[摘要]根据所选用的锂离子动力电池组单体只数多、位置分布比较分散的特点,设计了基于双CAN总线的分布式电池管理系统(BMS),系统由若干采样模块和一个主控模块组成。介绍了电池信息采集和双CAN通信模块的硬件设计、电池荷电状态(SOC)的估算策略以及电池组安全管理
2、策略。关键词:电动汽车;双CAN总线;电池管理系统;SOC估计BatteryManagementSystemforElectricVehicleBasedonDual2CANBusZhengMinxin,QiBojin&WuHongjieSchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,BeihangUniversity,Beijing100083[Abstract]AccordingtothefeaturesofLi2ionpowerbatterypack,i.e
3、.thegreatnumberandscatteredlo2cationofsinglecells,adistributedbatterymanagementsystem(BMS)basedondual2CANbusisdesigned.TheBMSconsistsofamastermodulewithseveralsamplingmodules.Thehardwaredesignforthemodulesofbatteryin2formationsamplinganddual2CANcommunic
4、ation,strategyforbatterystate2of2chargeestimationandthesafetyman2agementstrategyforbatterypackarealsopresented.Keywords:electricvehicle;dual2CANbus;batterymanagementsystem;state2of2chargeestimation场总线,在汽车电控装置中应用广泛,使用CAN总前言线可减少线束的质量,提高汽车各电控单元之间通信的可靠性。目前应
5、用于电动汽车的动力电池主要有铅酸电文中针对所研究的纯电动轿车用锂离子动力电池、镍氢电池和锂离子电池等,一般都是由几十只甚池组的结构特点和功能需求,设计了基于双CAN总至上百只电池单体串联而成的动力电池组,数目庞线的分布式电池管理系统,具有电池信息采集、电池大的串联单体电池给其安全管理带来不便,影响其荷电状态SOC估计、电池安全管理以及和整车通信在整车上的应用,为此,现代电动汽车一般都配备电的功能。池管理系统来实现对动力电池荷电状态的估计、安[1]全管理以及和整车的通信功能。1电池管理系统设计电池管理系
6、统(batterymanagementsystem,[2][3]BMS)从结构上可分为集中式和分布式两大类,111系统总体设计分别适合于不同的电池组结构形式,集中式的电池该锂离子电池组的额定电压为288V,额定容量管理系统适合于单体电池数目不多、结构紧凑的电为55A·h,由80只锂离子电池单体串联而成,其分池组,分布式的电池管理系统适合于单体数目较多、布结构如图1所示。分布比较分散的电池组。电池组分为两个电池箱安装于车身的底部,每[4]CAN总线是一种通信速率高、可靠性高的现个电池箱内又分为两个电池包
7、,其中电池前箱每个3国家863计划项目(2003AA501630)资助。原稿收到日期为2007年11月1日,修改稿收到日期为2008年1月22日。2008(Vol.30)No.9郑敏信,等:基于双CAN总线的电动汽车电池管理系统·789·整车的CAN协议和整车进行CAN通信,还可以通过RS232接口和PC机进行连接以便进行电池管理系统的在线调试和电池状态信息的显示。112采样系统设计电池管理系统在进行电池SOC估测和电池安全管理时需要采集电池组的单体电压、温度、总电压和电流等电池信息。每个电池包内有1
8、8只或22只串联的单体电图1动力电池组的分布结构示意图池,电池数目多而且不共地,所以采用了巡检方案,即通过控制继电器阵列使得同时只有一只单体电池电池包内有22只锂离子电池单体,后箱每个电池包的电压被引入AD采样电路,该方案的原理如图3内有18只锂离子电池单体,通过外部线缆和成组接所示。触器构成动力电池组。由于锂离子电池的特殊的安全性要求,每一只锂离子电池单体的电压都必须实时地被监测到,再加上每个电池包内4个特征温度点的测量,整个电池组将有大量测量点,若采
