電動汽車動力電池管理系統設計pdf

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㈡ 電動汽車電池管理系統畢設

燕子來時新社,梨花落後清明

㈢ 電動汽車電池管理系統適合什麼單片機

基於單片機的動力電池管理系統的硬體設計時間：2010-05-04 11:10:19 來源：電子技術應用 作者：李練兵 梁 浩 劉炳山 電動汽車是指全部或部分由電機驅動的汽車。目前主要有純電動汽車、混合電動車和燃料電池汽車3種類型。電動汽車目前常用的動力來自於鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池等。 鋰電池具有高電池單體電壓、高比能量和高能量密度，是當前比能量最高的電池。但正是因為鋰電池的能量密度比較高，當發生誤用或濫用時，將會引起安全事故。而電池管理系統能夠解決這一問題。當電池處在充電過壓或者是放電欠壓的情況下，管理系統能夠自動切斷充放電迴路，其電量均衡的功能能夠保證單節電池的壓差維持在一個很小的范圍內。此外，還具有過溫、過流、剩餘電量估測等功能。本文所設計的就是一種基於單片機的電池管理系統[1]。 1 電池管理系統硬體構成 針對系統的硬體電路，可分為MCU模塊、檢測模塊、均衡模塊。 1.1 MCU模塊 MCU是系統控制的核心。本文採用的MCU是M68HC08系列的GZ16型號的單片機。該系列所有的MCU均採用增強型M68HC08中央處理器(CP08)。該單片機具有以下特性： (1)8 MHz內部匯流排頻率；(2)16 KB的內置Flash存儲器；(3)2個16位定時器介面模塊；(4)支持1 MHz～8 MHz晶振的時鍾發生器；(5)增強型串列通信介面(ESCI)模塊。 1.2 檢測模塊 檢測模塊中將對電壓檢測、電流檢測和溫度檢測模塊分別進行介紹。 1.2.1 電壓檢測模塊 本系統中，單片機將對電池組的整體電壓和單節電壓進行檢測。對於電池組整體電壓的檢測有2種方法：(1)採用專用的電壓檢測模塊，如霍爾電壓感測器；(2)採用精密電阻構建電阻分壓電路。採用專用的電壓檢測模塊成本較高，而且還需要特定的電源，過程比較復雜。所以採用分壓的電路進行檢測。10串錳酸鋰電池組電壓變化的范圍是28 V～42 V。採用3.9 M?贅和300 k?贅的電阻進行分壓，採集出來的電壓信號的變化范圍是2 V～3 V，所對應的AD轉換結果為409和614。 對於單體電池的檢測，主要採用飛電容技術。飛電容技術的原理圖如圖1所示[2]，為電池組後4節的保護電路圖，通過四通道的開關陣列可以將後4節電池的任意1節電池的電壓採集到單片機中，單片機輸出驅動信號，控制MOS管的導通和關斷，從而對電池組的充電放電起到保護作用。 如圖1所示，為電池組後4節的保護電路圖，通過四通道的開關陣列可以將後4節電池的任意1節電池的電壓採集到單片機中，單片機輸出驅動信號，控制MOS管的導通和關斷，從而對電池組的充電放電起到保護作用。 以上6節電池可以用2個三通道開關切換陣列來實現。MAX309為1片4選1、雙通道的多路開關，通過選址實現通道的選擇。開關S5、S6、S7負責將電池的正極連接至飛電容的正極。開關S2、S3、S4負責將電池負極連接至飛電容的負極。三通道開關切換陣列結構與四通道開關切換陣列類似，只是通道數少1路。工作時，單片機發出通道選址信號，讓其中1路電池的正負極與電容連接，對電容進行充電，然後斷開通道開關，接通跟隨放大器的開關，單片機對電容的電壓進行快速檢測，由此完成了對1節電池的電壓檢測。若發現檢測電壓小於2.8 V，則可推斷出電池可能發生短路、過放或保護系統到電池的檢測線斷路，單片機將馬上發出信號切斷主迴路MOS管。重復上述過程，單片機即完成對本模塊所管理的電池的檢測。 1.2.2 電流采樣電路 電流采樣時，電池管理系統中的參數是電池過流保護的重要依據。本系統中電流采樣電路如圖2所示。當電池放電時，用康銅絲對電流信號進行檢測，將檢測到的電壓信號經過差模放大器的放大，變為0～5 V的電壓信號送至單片機。如果放電的電流過大，單片機檢測到的電壓信號比較大，就會驅動三極體動作，改變MOS管柵極電壓，關斷放電的迴路。比如，對於36 V的錳酸鋰電池來說，設定其保護電流是60 A。康銅絲的電阻是5 mΩ左右。當電流達到60 A時，康銅絲的電壓達300 mV左右。為提高精度，將電壓通過放大器放大10倍送至單片機檢測。 1.2.3 溫度檢測 電池組在充、放電過程中，一部分能量以熱量形式被釋放出來， 這部分熱量不及時排除會引起電池組過熱。如果單個鎳氫電池溫度超過55℃，電池特性就會變質，電池組充、放電平衡就會被打破，繼而導致電池組永久性損壞或爆炸。為防止以上情況發生，需要對電池組溫度進行實時監測並進行散熱處理。 採用熱敏電阻作為溫度感測器進行溫度采樣。熱敏電阻是一種熱敏性半導體電阻器，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表示： 1.3 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。在本系統中，需要較多的I/O口驅動開關管，而單片機的I/O口有限，所以採取整充轉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，Q2、Q3、Q5是控制單節電池充電的開關。以10節錳酸鋰電池組為例，變壓器主線圈兩端電壓為42 V，副線圈電壓為電池的額定電壓4.2 V。剛開始Q4導通，Q2、Q3、Q5截止，單節電池的電壓不斷升高，當檢測到某一節電池的電壓達到額定電壓4.2 V以後，電壓檢測晶元發出驅動信號，關閉Q4，打開Q2、Q3、Q5，整個系統進入單充階段，未充滿的電池繼續充電，以達到額定電壓的電池保持額定電壓不變。經測試，電壓差值不會超過50 mV。 2 SOC電量檢測 在鋰離子電池管理系統中，常用的SOC計算方法有開路電壓法、庫倫計演算法、阻抗測量法、綜合查表法[3]。 (1)開路電壓法是最簡單的測量方法，主要根據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餘容量存在著一定的對應關系。 (2)庫侖計演算法是通過測量電池的充電和放電電流，將電流值與時間值的乘積進行積分後計算得到電池充進的電量和放出的電量，並以此來估計SOC的值。 (3)阻抗測量法是利用電池的內阻和荷電狀態SOC之間一定的線性關系，通過測出電池的電壓、電流參數計算出電池的內阻，從而得到SOC的估計值。 (4)綜合查表法中電池的剩餘容量SOC與電池的電壓、電流、溫度等參數是密切相關的。通過設置一個相關表，輸入電壓、電流、溫度等參數就可以查詢得到電池的剩餘容量值。 在本設計中，從電路的集成度、成本、所選MCU的性能方面考慮，採用了軟體編程的方法。綜合幾種方法，採用庫倫計演算法比較合適。 (1)用C表示鋰電池組從42 V降到32 V時放出的總的電量。 (2)用η表示電流i經過時間t後，放出的電量與C的比值。 其中CRM為剩餘電量。令ΔCi=i×Δt，表示?駐t時間內電池組以i放電的放電量；或者是以i充電的充電量，剩餘電量實際上是對ΔCi的計算以及累加。設定合適的采樣時間Δt，測定當前的電流值，然後計算乘積，得到Δt時間內剩餘容量CRM的變化量，從而不斷更新CRM的值，即可實現SOC電量的檢測。 3 試驗結果 通過電池管理系統對錳酸鋰電池組進行充放電測試。圖4(a)為鋰電池組放電測試圖，放電電流為8 A，當電池組電壓降至32 V時，放電MOS管關斷。圖4(b)為充電的測試圖。充電結束4小時後，均衡完成。 本文的電池管理系統以M68HC08GZ16為核心，實現了對電池組單體電壓、電流、溫度信號的採集。充電電量平衡以後，單體電池的電壓差值不超過50 mV。整體系統運行性能良好，能夠滿足電動車動力電池組應用需要。

㈣ 電動汽車動力電池管理系統設計需要掌握什麼軟體

極能科技有限公司就是做
電池管理系統
產品的，希望回答對你有用。
1.
需要了解matlab,
codewarrior
軟體。
2.
熟悉8位，16位，32位單片機的刷寫方法。
3.
熟悉
嵌入式開發
C語言。

㈤ 新能源汽車電池冷卻系統設計

你好，新能源汽車動力電池作為汽車的動力源，其充電、放電的發熱會一直存在。動力電池的性能和電池溫度密切相關。
為了盡可能延長動力電池的使用壽命並獲得最大功率，需在規定溫度范圍內使用蓄電池。原則上在-40℃至+55℃范圍內(實際電池溫度)動力電池單元處於可運行狀態。因此目前新能源的動力電池單元都裝有冷卻裝置。

動力電池冷卻系統有空調循環冷卻式、水冷式和風冷式。1.空調循環冷卻式
在高端電動汽車中動力電池內部有與空調系統連通的製冷劑循環迴路。插電式混動車型動力電池冷卻系統如下圖所示。
動力電池單元直接通過冷卻液進行冷卻，冷卻液循環迴路與製冷劑循環迴路通過冷卻液製冷劑熱交換器(即冷卻單元)連接。因此，空調系統製冷劑循環迴路由兩個並聯支路構成。一個用於冷卻車內空間，一個用於冷卻動力電池單元。兩個支路各有一個膨脹和截止組合閥，兩個相互獨立的冷卻系統圖示如下圖所示。冷卻工作原理:
電動冷卻液泵通過冷卻液循環迴路輸送冷卻液。只要冷卻液的溫度低於電池模塊，僅利用冷卻液的循環流動便可冷卻電池模塊。冷卻液溫度上升，不足以使電池模塊的溫度保持在預期范圍內。
因此必須要降低冷卻液的溫度，需藉助冷卻液製冷劑熱交換器(即冷卻單元)。這是介於動力電池冷卻液循環迴路與空調系統製冷劑循環迴路之間的介面。
如冷卻單元上的膨脹和截止組合閥使用電氣方式啟用並打開，液態製冷劑將流入冷卻單元並蒸發。這樣可吸收環境空氣熱量，因此也是一種流經冷卻液循環迴路的冷卻液。電動空調壓縮機再次壓縮製冷劑並輸送至電容器，製冷劑在此重新變為液體狀態。因此製冷劑可再次吸收熱量。為了確保冷卻液通道排出電池模塊熱量，必須以均勻分布的作用力將冷卻通道整個平面壓到電池模塊上。通過嵌入冷卻液通道的彈簧條產生該壓緊力。針對電池模塊幾何形狀和下半部分殼體對彈簧條進行了相應調節。

㈥ 電動汽車動力電池管理系統設計哪本書好

電動汽車電池管理系統（BMS）是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶，其主要功能包括：電池物理參數實時監測；電池狀態估計；在線診斷與預警；充、放電與預充控制；均衡管理和熱管理等