电动汽车电池管理系统的设计与开发

『壹』 电动汽车电池管理系统适合什么单片机

基于单片机的动力电池管理系统的硬件设计时间：2010-05-04 11:10:19 来源：电子技术应用 作者：李练兵 梁 浩 刘炳山 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统[1]。 1 电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1 MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8 MHz内部总线频率；(2)16 KB的内置Flash存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1 MHz～8 MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2 检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1 电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28 V～42 V。采用3.9 M?赘和300 k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2 V～3 V，所对应的AD转换结果为409和614。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。 如图1所示，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。 以上6节电池可以用2个三通道开关切换阵列来实现。MAX309为1片4选1、双通道的多路开关，通过选址实现通道的选择。开关S5、S6、S7负责将电池的正极连接至飞电容的正极。开关S2、S3、S4负责将电池负极连接至飞电容的负极。三通道开关切换阵列结构与四通道开关切换阵列类似，只是通道数少1路。工作时，单片机发出通道选址信号，让其中1路电池的正负极与电容连接，对电容进行充电，然后断开通道开关，接通跟随放大器的开关，单片机对电容的电压进行快速检测，由此完成了对1节电池的电压检测。若发现检测电压小于2.8 V，则可推断出电池可能发生短路、过放或保护系统到电池的检测线断路，单片机将马上发出信号切断主回路MOS管。重复上述过程，单片机即完成对本模块所管理的电池的检测。 1.2.2 电流采样电路 电流采样时，电池管理系统中的参数是电池过流保护的重要依据。本系统中电流采样电路如图2所示。当电池放电时，用康铜丝对电流信号进行检测，将检测到的电压信号经过差模放大器的放大，变为0～5 V的电压信号送至单片机。如果放电的电流过大，单片机检测到的电压信号比较大，就会驱动三极管动作，改变MOS管栅极电压，关断放电的回路。比如，对于36 V的锰酸锂电池来说，设定其保护电流是60 A。康铜丝的电阻是5 mΩ左右。当电流达到60 A时，康铜丝的电压达300 mV左右。为提高精度，将电压通过放大器放大10倍送至单片机检测。 1.2.3 温度检测 电池组在充、放电过程中，一部分能量以热量形式被释放出来， 这部分热量不及时排除会引起电池组过热。如果单个镍氢电池温度超过55℃，电池特性就会变质，电池组充、放电平衡就会被打破，继而导致电池组永久性损坏或爆炸。为防止以上情况发生，需要对电池组温度进行实时监测并进行散热处理。 采用热敏电阻作为温度传感器进行温度采样。热敏电阻是一种热敏性半导体电阻器，其电阻值随着温度的升高而下降。电阻温度特性可以近似地用下式来表示： 1.3 均衡模块 电池组常用的均衡方法有分流法、飞速电容均衡充电法、电感能量传递方法等。在本系统中，需要较多的I/O口驱动开关管，而单片机的I/O口有限，所以采取整充转单充的充电均衡方法。原理图如图3所示。Q4是控制电池组整充的开关，Q2、Q3、Q5是控制单节电池充电的开关。以10节锰酸锂电池组为例，变压器主线圈两端电压为42 V，副线圈电压为电池的额定电压4.2 V。刚开始Q4导通，Q2、Q3、Q5截止，单节电池的电压不断升高，当检测到某一节电池的电压达到额定电压4.2 V以后，电压检测芯片发出驱动信号，关闭Q4，打开Q2、Q3、Q5，整个系统进入单充阶段，未充满的电池继续充电，以达到额定电压的电池保持额定电压不变。经测试，电压差值不会超过50 mV。 2 SOC电量检测 在锂离子电池管理系统中，常用的SOC计算方法有开路电压法、库伦计算法、阻抗测量法、综合查表法[3]。 (1)开路电压法是最简单的测量方法，主要根据电池开路电压的大小判断SOC的大小。由电池的工作特性可知，电池的开路电压与电池的剩余容量存在着一定的对应关系。 (2)库仑计算法是通过测量电池的充电和放电电流，将电流值与时间值的乘积进行积分后计算得到电池充进的电量和放出的电量，并以此来估计SOC的值。 (3)阻抗测量法是利用电池的内阻和荷电状态SOC之间一定的线性关系，通过测出电池的电压、电流参数计算出电池的内阻，从而得到SOC的估计值。 (4)综合查表法中电池的剩余容量SOC与电池的电压、电流、温度等参数是密切相关的。通过设置一个相关表，输入电压、电流、温度等参数就可以查询得到电池的剩余容量值。 在本设计中，从电路的集成度、成本、所选MCU的性能方面考虑，采用了软件编程的方法。综合几种方法，采用库伦计算法比较合适。 (1)用C表示锂电池组从42 V降到32 V时放出的总的电量。 (2)用η表示电流i经过时间t后，放出的电量与C的比值。 其中CRM为剩余电量。令ΔCi=i×Δt，表示?驻t时间内电池组以i放电的放电量；或者是以i充电的充电量，剩余电量实际上是对ΔCi的计算以及累加。设定合适的采样时间Δt，测定当前的电流值，然后计算乘积，得到Δt时间内剩余容量CRM的变化量，从而不断更新CRM的值，即可实现SOC电量的检测。 3 试验结果 通过电池管理系统对锰酸锂电池组进行充放电测试。图4(a)为锂电池组放电测试图，放电电流为8 A，当电池组电压降至32 V时，放电MOS管关断。图4(b)为充电的测试图。充电结束4小时后，均衡完成。 本文的电池管理系统以M68HC08GZ16为核心，实现了对电池组单体电压、电流、温度信号的采集。充电电量平衡以后，单体电池的电压差值不超过50 mV。整体系统运行性能良好，能够满足电动车动力电池组应用需要。

『贰』 基于单片机的蓄电池控制系统设计与实现

基于单片机的蓄电池控制系统设计与实现，最主要的是完成电池充电与放电管理，附加的可能好需要电压监测、容量检测、温度检测等等。
让我写也不见能写好，抛砖引玉。我想应该从这几方面入手：
1、蓄电池控制系统的重要性。
2、当前国内外蓄电池控制系统发展现状。
3、蓄电池工作原理、充放电特性。
4、方案选择。
5、已选方案优势。
6、方案实施。
7、方案实施效果。
8、应用前景分析。

『叁』 纯电动汽车电池管理系统b ms的定义

BMS的首要任务保证电池安全可靠的使用，BMS蓄电池管理系统的定义：监控与动力电池自身安全运行相关的状态参数（电池电压、电流和温度等）。可以为蓄电池提供通讯、安全、电芯均衡管理控制，并提供与应用设备通信接口
BMS的基本功能：1.电池状态监测（电池的电流、电压、温度监测），2.电池状态分析（电池SOC、SOH评估 ),
3.电池安全保护 （过电流保护，过充电、过放电保护，过温度保护） 4.能力控制管理 （电池充电、放电、均衡管理），5.电池信息管理（电池信息显示、系统内外信息交互、电池历史信息存储 ）

『肆』 电动汽车的电池能量管理系统一般有哪些功能

电动汽车电池管理系统（BMS）是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等。

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『伍』 电动汽车动力电池管理系统设计需要掌握什么软件

极能科技有限公司就是做
电池管理系统
产品的，希望回答对你有用。
1.
需要了解matlab,
codewarrior
软件。
2.
熟悉8位，16位，32位单片机的刷写方法。
3.
熟悉
嵌入式开发
C语言。

『陆』 电动汽车的电池管理系统（BMS）是如何工作的如何能监测电池管理系统的性能是否可靠

这些测试需要用到的测量仪器：
高精度多通道的记录仪（例如MX100）长时间监测记录电压、电流和温度等参数；
16通道并且通道间相互隔离的示波记录仪(例如：DL850E) 采集快速信号，并用不同模块记录更多类型的参数；
高精度的功率分析仪（例如WT3000E）对充电效率、电池电量等进行准确测量；
数字示波器（例如：DLM2000）的CAN总线分析功能可以对电池管理系统中的CAN数据进行实时解码，捕获错误帧；
录波仪(例如：DL850EV)通过CAN总线监测模块，对电池管理系统的CAN总线中传输的各种传感器信号进行监测。

『柒』 开发电池管理系统需要什么设备

回复 51# 我也是初学者，我的想法是：做一个电池管理系统，首先要明确电池管理系统的任务。一般有这么几点：1.电池电压电流检测，根据这些参数来判断电池SOC,SOH2.电池温度检测，对电动汽车动力电池组的单体电池进行温度检测，依据采集的温度值判断电池是否运行在安全温度范围内，如果超出安全范围，则要报警，并给出问题电池的位置，以便替换。3.电池充放电管理，这里就要涉及到两个重点和难点，就是充电的速度和均衡性4.和整车控制器通信，为驾驶员提供必要的电池组状态信息以上所说的一些要求首先都要有硬件的支撑，包括集成芯片或者分立元器件设计的模拟电路。软件方面的话，打个比方，如果选的MCU是飞思卡尔的，那么软件开发采用Codewarrior软件就合适，如果选的是AVR系列单片机，那么采用codevisionavr就比较合适等等。一点愚见，仅供参考，欢迎发言，踊跃交流。