基于BMS电动汽车电池管理系统控制的研究_马岩.pdf

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1、34技术纵横轻型汽车技术2015（3）基于BMS电动汽车电池管理系统控制的研究马岩陈颖林小丹陆继岩（黑龙江交通职业技术学院机电工程学院）摘要：电动汽车电池管理系统BMS主要用于对电动汽车的动力电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、短路保护、漏电监测、显示报警，充放电模式选择等，并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互，保障电动汽车高效、可靠、安全运行。关键词：汽车电池管理系统（BMS）动力电池参数1引言电池管理系统（BatteeryManagementSys-tem），简称BMS。BMS一般是一个整体系

2、统中的一个子系统，它直接检测及管理储能电池工作的全过程，包括电池充放电过程管理、电池温度检测、电池电压电流检测、电量估计、单体电池间的均衡、电池故障诊断等几个方面。图1电池管理系统框图而电池管理的难点和关键技术在于：（1）如何根据采集的每块电池的电压、温度采集单元：每个采集单元可测量19节电池端和充放电电流的历史数据，建立确定每块电池剩电压及6个测量点温度和1路风扇控制，安装在余能量的较精确的数学模型，即储能电池的SOC每个电池箱内，见图2所示。状态计量技术。（2）储能电池的快速充电技术及均衡充电技术。这项技术是目前世界正在致力研究与开发的

3、另一项电池能量管理系统的关键技术。本文主要介绍了电动汽车电池管理方案设计，让您了解电池管理的难点和关键技术。2控制系统总体设计图2采集单元模块电池管理系统主要由采集单元模块、电池均主要技术参数：衡控制模块、主控单元模块、显示单元模块四部分型号：TBMS0519-A组成。见图1所示。轻型汽车技术2015（3）技术纵横35供电电源：DC24V±30%显示单元：用于电池组的状态以及SOC等各电压测量范围及精度：0-+5V，≤±0.2%种参数的显示、操作等，并可保存相关数据，见图4最大检测周期：≤0.2S所示。检测电池只数：23节温度检测路数及精度

4、：6路，≤±1℃风扇控制：1路（可驱动DC24V/0.15A风扇6个）通信口：1路CAN，1路232运行温度：-25℃-+70℃电池均衡控制模块：当电池箱内电池电压不一致超过规定值时，在充电电流小于一定值后，可图4显示单元模块自动对电池进行均衡。显示单元选用7寸触摸屏真彩显示，系统采主控单元：主控单元完成对电池组总电压、总用SAM9263B为主芯片的ARM9方案，重新设计电流的检测，并通过CAN总线与采集单元、均衡电源；CAN总线以及与上位PC机之间通讯用485模块、显示单元或车载仪表系统及充电机等通信，总线系统采用光耦隔离；主板和核心板分

5、开设计，见图3所示。以及采用汽车级别的相关芯片，系统稳定性高，保证该系统能在汽车这样的恶劣环境下工作。主要技术参数：型号：TBMS-D-A供电电源：DC24V±30%显示屏尺寸：:7寸（分辨率800X480）键盘：最大外扩64键，支持触摸屏输入语音：最大输出功率1W图3主控单元模块通信口：1路CAN，1路RS485，1路以太网主要技术参数：运行温度：-25℃-+70℃型号：TBMS-I-A整个项目中，即在1个电池箱内按装1个采供电电源：DC24V±30%集单元或加入1个电池均衡模块，若干个采集单电压测量范围及精度：0-750V（可选），≤±

6、元（+若干个均衡模块）+1个主控单元+显示单0.2%元，所有模块都通过车内CAN总线相连，组成电流测量范围及精度：-300A-+300A，≤±BMS系统。0.5%SOC估算精度：≤±8%3控制系统硬件设计正负极对地绝缘监测：0-999.9KΩ3.1采集单元硬件设计特点：通信口：2路CAN，1路RS485（1）CPU选用集成了CAN控制器模块的运行温度：-25℃-+70℃DSPIC30F系列芯片；36技术纵横轻型汽车技术2015（3）（2）CAN收发器选用MCP2551，通过CAN减小电源线走线有效面积及选用性价比高的器件总线与其他控制系统进

7、行通信；等。（3）电池电压采样选用12位精度的3.2主控单元硬件设计特点：ADS7841进行差分取样，消除干扰，同时差分输入（1）与采集单元一样，硬件设计增加了多种保证了电池组与检测电路不共地；抗干扰措施，以保证在恶劣电磁环境下可靠运行；（4）温度测量选用数字温度传感器（2）总电流采样采样二档设计，以保证在小DS18B20，采集电池箱内测试点温度；电流和大电流情况下，测量精度≤0.5%。（5）由于电动汽车用电环境复杂，有很强的3.3显示单元硬件设计特点：电磁干扰！从而影响信号在线检测与控制系统的（1）采用SAM9263B为主芯片的ARM9方

8、正常工作。为了减小电磁干扰采取如下措施：案，经过重新设计电源，以及采用汽车级别的相关1）在CPU和CAN收发器之间加入高速光芯片，系统稳定性高；耦隔离器，并增加瞬变二极管，共模电