電池管理系統(tǒng)資料演示文稿

電池管理系統(tǒng)資料演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日電池管理系統(tǒng)資料現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日概述電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)BMS主要用于對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷、SOC估算、行駛里程估算、短路保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、顯示報(bào)警，充放電模式選擇等，并通過(guò)CAN總線的方式與車輛集成控制器或充電機(jī)進(jìn)行信息交互，保障電動(dòng)汽車高效、可靠、安全運(yùn)行。現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日實(shí)時(shí)跟蹤電池運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)檢測(cè)：實(shí)時(shí)采集電池充放電狀態(tài)，采集數(shù)據(jù)有電池總電壓，電池總電流，每個(gè)電池箱內(nèi)電池測(cè)點(diǎn)溫度以及單體模塊電池電壓等。由于動(dòng)力電池都是串聯(lián)使用的，所以這些參數(shù)的實(shí)時(shí)，快速，準(zhǔn)確的測(cè)量是電池管理系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。剩余電量估算：電池剩余能量相當(dāng)于傳統(tǒng)車的油量。荷電狀態(tài)（SOC）的估算是了為了讓司機(jī)及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀況。實(shí)時(shí)采集充放電電流、電壓等參數(shù)，并通過(guò)相應(yīng)的算法進(jìn)行剩余電量的估計(jì)。充放電控制：根據(jù)電池的荷電狀態(tài)控制對(duì)電池的充放電，當(dāng)某個(gè)參數(shù)超標(biāo)如單體電池電壓過(guò)高或過(guò)低時(shí)，為保證電池組的正常使用及性能的發(fā)揮，系統(tǒng)將切斷繼電器，停止電池的能量供給和釋放。項(xiàng)目研發(fā)目標(biāo)現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日熱管理：實(shí)時(shí)采集每個(gè)電池箱內(nèi)電池測(cè)點(diǎn)溫度，通過(guò)對(duì)散熱風(fēng)扇的控制防止電池溫度過(guò)高。均衡控制：由于電池個(gè)體的差異以及使用狀態(tài)的不同等原因，電池在使用過(guò)程中不一致性會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，系統(tǒng)應(yīng)能判斷并自動(dòng)進(jìn)行均衡處理。故障診斷：電動(dòng)汽車電池的工作電壓一般都比較高（90V-700V），系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)測(cè)供電短路，漏電等可能對(duì)人身和設(shè)備產(chǎn)生危害的狀況。電池狀況預(yù)測(cè)和報(bào)警：通過(guò)對(duì)電池參數(shù)的采集，系統(tǒng)具有預(yù)測(cè)電池組中單體電池性能、故障診斷和提前報(bào)警等功能，以便對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)和更換，以保證安全。信息監(jiān)控：電池的主要信息在車載顯示終端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。參數(shù)標(biāo)定：由于不同車型使用的電池類型、數(shù)量，每個(gè)電池箱容量和數(shù)量不同，因此系統(tǒng)應(yīng)具有對(duì)車型、車輛編號(hào)、電池類型和電池模式等信息標(biāo)定的功能。項(xiàng)目研發(fā)目標(biāo)現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日二、系統(tǒng)組成現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日采集單元采集單元均衡單元均衡單元顯示單元主控單元充電機(jī)BMS系統(tǒng)……..……..內(nèi)部CAN總線系統(tǒng)框圖現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日采集單元：每個(gè)采集單元可測(cè)量19節(jié)電池端電壓及6個(gè)測(cè)量點(diǎn)溫度和1路風(fēng)扇控制，安裝在每個(gè)電池箱內(nèi)。電池均衡控制模塊：當(dāng)電池箱內(nèi)電池電壓不一致超過(guò)規(guī)定值時(shí)，在充電電流小于一定值后，可自動(dòng)對(duì)電池進(jìn)行均衡。主控單元：主控單元完成對(duì)電池組總電壓、總電流的檢測(cè)，并通過(guò)CAN總線與采集單元、均衡模塊、顯示單元或車載儀表系統(tǒng)及充電機(jī)等通信。顯示單元：用于電池組的狀態(tài)以及SOC等各種參數(shù)的顯示、操作等，并可保存相關(guān)數(shù)據(jù)。整個(gè)項(xiàng)目中，即在1個(gè)電池箱內(nèi)按裝1個(gè)采集單元或加入1個(gè)電池均衡模塊，若干個(gè)采集單元（+若干個(gè)均衡模塊）+1個(gè)主控單元+顯示單元，所有模塊都通過(guò)車內(nèi)CAN總線相連，組成BMS系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖概述現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日型號(hào)命名TBMS□□□□-□

設(shè)計(jì)序號(hào)(依次用A、B、C┄英文字母表示)最大采集路數(shù)電壓測(cè)量量程（V）泰坦BMS產(chǎn)品TBMS-□-□

設(shè)計(jì)序號(hào)(依次用A、B、C┄英文字母表示)I：主控單元D：顯示單元泰坦BMS產(chǎn)品

現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日采集單元現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日采集單元現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日采集單元主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)：TBMS0519-A供電電源：DC24V±30%電壓測(cè)量范圍及精度：0-+5V，≤±0.2%最大檢測(cè)周期：≤0.2S檢測(cè)電池只數(shù)：23節(jié)溫度檢測(cè)路數(shù)及精度：6路，≤±1℃風(fēng)扇控制：1路（可驅(qū)動(dòng)DC24V/0.15A風(fēng)扇6個(gè)）通信口：1路CAN，1路232運(yùn)行溫度：-25℃-+70℃

現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日主控單元現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日主控單元主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)：TBMS-I-A供電電源：DC24V±30%電壓測(cè)量范圍及精度：0-750V（可選），≤±0.2%電流測(cè)量范圍及精度：-300A-+300A，≤±0.5%SOC估算精度：≤±8%正負(fù)極對(duì)地絕緣監(jiān)測(cè)：0-999.9KΩ通信口：2路CAN，1路RS485運(yùn)行溫度：-25℃-+70℃現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日顯示單元現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日顯示單元選用7”帶觸摸屏真彩顯示，系統(tǒng)采用SAM9263B為主芯片的ARM9方案，重新設(shè)計(jì)電源；CAN總線以及與上位PC機(jī)之間通訊用485總線系統(tǒng)采用光耦隔離；主板和核心板分開(kāi)設(shè)計(jì)，以及采用汽車級(jí)別的相關(guān)芯片，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，保證該系統(tǒng)能在汽車這樣的惡劣環(huán)境下工作。顯示單元現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)：TBMS-D-A供電電源：DC24V±30%顯示屏尺寸：7吋（分辨率800X480）鍵盤：最大外擴(kuò)64鍵，支持觸摸屏輸入語(yǔ)音：最大輸出功率1W通信口：1路CAN，1路RS485，1路以太網(wǎng)運(yùn)行溫度：-25℃-+70℃顯示單元現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日三、軟、硬件設(shè)計(jì)現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日

采集單元CPU選用集成了CAN控制器模塊的dsPIC30F系列芯片；CAN收發(fā)器選用MCP2551，通過(guò)CAN總線與其他控制系統(tǒng)進(jìn)行通信；電池電壓采樣選用12位精度的ADS7841進(jìn)行差分取樣，消除干擾，同時(shí)差分輸入保證了電池組與檢測(cè)電路不共地；溫度測(cè)量選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，采集電池箱內(nèi)測(cè)試點(diǎn)溫度；由于電動(dòng)汽車用電環(huán)境復(fù)雜，有很強(qiáng)的電磁干擾！從而影響信號(hào)在線檢測(cè)與控制系統(tǒng)的正常工作。為了減小電磁干擾采取如下措施：1）在CPU和CAN收發(fā)器之間加入高速光耦隔離器，并增加瞬變二極管，共模電感，熱敏電阻等保護(hù)措施；2）單片機(jī)工作電源與車輛電源地線隔離，消除地線竄擾的可能；3）數(shù)字溫度傳感器使用屏蔽電纜封裝，并將屏蔽地搭鐵，CAN總線選用屏蔽雙絞線；4）PCB板制作盡量加大線間距，以降低導(dǎo)向間的分布電容并使其導(dǎo)向垂直，以減小磁場(chǎng)耦合，減小電源線走線有效面積及選用性價(jià)比高的器件等。.硬件設(shè)計(jì)特點(diǎn)現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日硬件設(shè)計(jì)特點(diǎn)主控單元與采集單元一樣，硬件設(shè)計(jì)增加了多種抗干擾措施，以保證在惡劣電磁環(huán)境下可靠運(yùn)行；總電流采樣采樣二檔設(shè)計(jì)，以保證在小電流和大電流情況下，測(cè)量精度≤0.5%。顯示單元采用SAM9263B為主芯片的ARM9方案，經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)電源，以及采用汽車級(jí)別的相關(guān)芯片，系統(tǒng)穩(wěn)定性高；CAN總線以及與上位PC機(jī)之間通訊用485總線系統(tǒng)采用光耦隔離，主板和核心板分開(kāi)設(shè)計(jì)；顯示選用7”真彩觸摸屏，操作簡(jiǎn)單、明了?，F(xiàn)在是20頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日電池電壓采樣采用差分輸入、光耦繼電器切換，光耦隔離，電路簡(jiǎn)單，保證測(cè)量精度。電池電壓采樣電路現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日此為CAN2通訊接口電路，采用瞬變電壓抑制二極管和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲組成保護(hù)電路，并加入共模電感提高抗干擾能力。通信保護(hù)電路現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日溫度取樣部分采用總線方式設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了溫度傳感器的接入。并提供了隔離保護(hù)。溫度取樣電路現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日系統(tǒng)軟件均采用模塊化程序設(shè)計(jì)；多種軟件抗干擾設(shè)計(jì)，如數(shù)字濾波算法，冗余，軟件陷阱，看門狗等技術(shù)，防止程序失效，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。在SOC的估算上采用現(xiàn)在比較成熟的方法，根據(jù)電動(dòng)汽車的工作狀態(tài)（行駛，靜置，充電），分別采用安時(shí)法、開(kāi)路電壓法進(jìn)行SOC估計(jì)，在采用安時(shí)法簡(jiǎn)單有效的基礎(chǔ)上，在特定條件下采用加權(quán)安時(shí)法進(jìn)行SOC校正，消除安時(shí)法帶來(lái)的累計(jì)誤差，保證SOC精度在8%以內(nèi)；顯示監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用定制的操作系統(tǒng)，界面采用QT4.62，上位機(jī)軟件也采用QT4.62進(jìn)行開(kāi)發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)：標(biāo)定程序，SOC估算程序，故障分析子程序，信號(hào)監(jiān)控與報(bào)警子程序，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存，數(shù)據(jù)和曲線顯示，各開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示等功能；由于從操作系統(tǒng)到開(kāi)發(fā)環(huán)境都自行研發(fā)完成，所以可以方便的制作出客戶需要的介面，而且不存在版權(quán)問(wèn)題。軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日Windows下標(biāo)定軟件也用QT開(kāi)發(fā)，不存在版權(quán)問(wèn)題現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日自已定制的可視開(kāi)發(fā)界面現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日五、項(xiàng)目主要特點(diǎn)現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有28頁(yè)\編輯于星期日項(xiàng)目方案的特色

采用分布式隔離檢測(cè)技術(shù)，全系統(tǒng)分為四個(gè)主要子系統(tǒng)，即采集單元、均衡模塊、主控單元、顯示單元，四個(gè)模塊之間采用CAN總線方式進(jìn)行通訊；鑒于汽車內(nèi)工作環(huán)境惡劣，將所有測(cè)量單元盡量靠近測(cè)量源并采用單獨(dú)的測(cè)量單元。大大減少環(huán)境對(duì)各取樣點(diǎn)的