基于Blackfin的锂电池管理系统

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1、兵工自动化20l1．12OrdnanceIndustryAutomation30(12)doi：10．3969／j．issn．1006—1576．2011．12．013基于Blackfin的锂电池管理系统陈任，邓清勇，邝利丹，李凤姣(湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭411105)摘要：针对目前锂电池管理系统的荷电状态(SOC)估算精度低、可扩展性差的问题，设计基于Blackfin数字信号处理器的电池管理系统。该系统实现了锂电池数据实时监测、剩余电量估计、通过CAN总线通信扩展多组锂电池、锂电池危险状

2、态报警和自动保护等功能。在剩余电量估计算法上，提出一种遗传算法与蚂蚁算法相结合的GAAA算法优化BP神经网络的方法。实验结果表明：该算法比基于遗传算法的BP神经网络具有更高的SOC估算精度和更快的运算速度。关键词：电池管理系统；锂电池；荷电状态；CAN总线；遗传算法；蚂蚁算法；BP神经网络中图分类号：TP302文献标志码：ALithiumBatteryManagementSystemBasedonBlackfinChenRen，DengQingyong，KuangLidan，LiFengjiao(

3、CollegeofInformationEngineering，XiangtanUniversity,Xiangtan411105，China)Abstract：AimingatthelowaccuracyandpoorscalabilityproblemofSOCestimationforlithiumbatterymanagementsystempresently，designedthelithiumbatterymanagementsystembasedonBlackfindigitalsi

4、gna1．Thissystemimplementsthefunctionofreal-timemonitoringoflithiumbattery，remainingpowerestimation，extendinggroupsoflithiumbatterybytheCANbuscommunication，thedangeralarmandautomaticprotectionofthelithiumbattery,etc．Withrespecttotheremainingpowerestima

5、tionalgorithm，thispaperproposesaBPneuralnetworkmethodwhichisoptimizedbygeneticalgorithmandtheantalgorithm(abbreviatedtoGAAAalgorithm)．ExperimentresultshowsthatthealgorithmhashigherSOCaccuracyestimatedprecisionandfasteroperatingspeedthantheBPneuralnetw

6、orkbasedonthegeneticalgorithm．Keywords：batterymanagementsystem；lithiumbattery；batterychargedstate；CANbus；geneticalgorithm；antalgorithm；BPneuralnetwork0引言SOC的估算精度和安全管理等方面都有待进一步改进和提高。我国是全球第二大锂电池生产国，动力锂电池因此，笔者借助ADI公司BlackfinBF533平台是我国重点低碳行业近期及未来关注的焦点。随着强

7、大的DSP处理能力和嵌入式微控制能力，设计实面向高压能源、工业和汽车领域的能源储存应用，现高精度的SOC估算算法，并提供良好的人机交如风力发电、光伏电池和混合动力汽车的发展，且互界面实现对电池高效精确的监测和管理。锂电池与其它类型电池相比具有重量轻、体积小、自放电率低、能量比高、使用寿命长等优点，锂电系统组成及功能池的应用曰益普遍，进而刺激了对更安全、更高性能电池监控和保护系统的需求。为确保电池性能良好，延长电池使用寿命，必须对电池进行合理有效的管理和控制。目前阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈之一是管

8、理系统。国内外现阶段众多电池管理系统多以单片机为核心，其处理和控制能力有限，难以使用复杂的算法实现高精度的荷电状态(SOC)估算，虽然文献【1】提出用DSP实现，但是不能实现对各个电池组的性能检测。电池管理系统作为电图1电池管理系统架构图池应用最关键的技术之一，在采集数据的可靠性、本电池管理系统由BF533DSP处理器作为上收稿日期：2011—0818；修回日期：2011—08—29基金项目：第三批教育部“大学生创新性实验计划”项目“基于BlackfinDSP的锂电池管理系统设计”