電池管理系統(tǒng)資料演示文稿

電池管理系統(tǒng)資料演示文稿目前一頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點電池管理系統(tǒng)資料目前二頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點概述電動汽車電池管理系統(tǒng)BMS主要用于對電動汽車的動力電池參數(shù)進行實時監(jiān)控、故障診斷、SOC估算、行駛里程估算、短路保護、漏電監(jiān)測、顯示報警，充放電模式選擇等，并通過CAN總線的方式與車輛集成控制器或充電機進行信息交互，保障電動汽車高效、可靠、安全運行。目前三頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點實時跟蹤電池運行狀態(tài)及參數(shù)檢測：實時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，每個電池箱內(nèi)電池測點溫度以及單體模塊電池電壓等。由于動力電池都是串聯(lián)使用的，所以這些參數(shù)的實時，快速，準確的測量是電池管理系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)。剩余電量估算：電池剩余能量相當于傳統(tǒng)車的油量。荷電狀態(tài)（SOC）的估算是了為了讓司機及時了解系統(tǒng)運行狀況。實時采集充放電電流、電壓等參數(shù)，并通過相應(yīng)的算法進行剩余電量的估計。充放電控制：根據(jù)電池的荷電狀態(tài)控制對電池的充放電，當某個參數(shù)超標如單體電池電壓過高或過低時，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。項目研發(fā)目標目前四頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點熱管理：實時采集每個電池箱內(nèi)電池測點溫度，通過對散熱風(fēng)扇的控制防止電池溫度過高。均衡控制：由于電池個體的差異以及使用狀態(tài)的不同等原因，電池在使用過程中不一致性會越來越嚴重，系統(tǒng)應(yīng)能判斷并自動進行均衡處理。故障診斷：電動汽車電池的工作電壓一般都比較高（90V-700V），系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)測供電短路，漏電等可能對人身和設(shè)備產(chǎn)生危害的狀況。電池狀況預(yù)測和報警：通過對電池參數(shù)的采集，系統(tǒng)具有預(yù)測電池組中單體電池性能、故障診斷和提前報警等功能，以便對電池進行維護和更換，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行實時顯示。參數(shù)標定：由于不同車型使用的電池類型、數(shù)量，每個電池箱容量和數(shù)量不同，因此系統(tǒng)應(yīng)具有對車型、車輛編號、電池類型和電池模式等信息標定的功能。項目研發(fā)目標目前五頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點二、系統(tǒng)組成目前六頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點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BMS系統(tǒng)……..……..內(nèi)部CAN總線系統(tǒng)框圖目前七頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點采集單元：每個采集單元可測量19節(jié)電池端電壓及6個測量點溫度和1路風(fēng)扇控制，安裝在每個電池箱內(nèi)。電池均衡控制模塊：當電池箱內(nèi)電池電壓不一致超過規(guī)定值時，在充電電流小于一定值后，可自動對電池進行均衡。主控單元：主控單元完成對電池組總電壓、總電流的檢測，并通過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)。整個項目中，即在1個電池箱內(nèi)按裝1個采集單元或加入1個電池均衡模塊，若干個采集單元（+若干個均衡模塊）+1個主控單元+顯示單元，所有模塊都通過車內(nèi)CAN總線相連，組成BMS系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖概述目前八頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點型號命名TBMS□□□□-□

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

設(shè)計序號(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

目前九頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點采集單元目前十頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點采集單元目前十一頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點采集單元主要技術(shù)參數(shù)型號：TBMS0519-A供電電源：DC24V±30%電壓測量范圍及精度：0-+5V，≤±0.2%最大檢測周期：≤0.2S檢測電池只數(shù)：23節(jié)溫度檢測路數(shù)及精度：6路，≤±1℃風(fēng)扇控制：1路（可驅(qū)動DC24V/0.15A風(fēng)扇6個）通信口：1路CAN，1路232運行溫度：-25℃-+70℃

目前十二頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點主控單元目前十三頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點主控單元主要技術(shù)參數(shù)型號：TBMS-I-A供電電源：DC24V±30%電壓測量范圍及精度：0-750V（可選），≤±0.2%電流測量范圍及精度：-300A-+300A，≤±0.5%SOC估算精度：≤±8%正負極對地絕緣監(jiān)測：0-999.9KΩ通信口：2路CAN，1路RS485運行溫度：-25℃-+70℃目前十四頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點顯示單元目前十五頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點顯示單元選用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)計電源；CAN總線以及與上位PC機之間通訊用485總線系統(tǒng)采用光耦隔離；主板和核心板分開設(shè)計，以及采用汽車級別的相關(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。顯示單元目前十六頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點主要技術(shù)參數(shù)型號：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64鍵，支持觸摸屏輸入語音：最大輸出功率1W通信口：1路CAN，1路RS485，1路以太網(wǎng)運行溫度：-25℃-+70℃顯示單元目前十七頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點三、軟、硬件設(shè)計目前十八頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點

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CAN總線與其他控制系統(tǒng)進行通信；電池電壓采樣選用12位精度的ADS7841進行差分取樣，消除干擾，同時差分輸入保證了電池組與檢測電路不共地；溫度測量選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，采集電池箱內(nèi)測試點溫度；由于電動汽車用電環(huán)境復(fù)雜，有很強的電磁干擾！從而影響信號在線檢測與控制系統(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，熱敏電阻等保護措施；2）單片機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，以減小磁場耦合，減小電源線走線有效面積及選用性價比高的器件等。.硬件設(shè)計特點目前十九頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點硬件設(shè)計特點主控單元與采集單元一樣，硬件設(shè)計增加了多種抗干擾措施，以保證在惡劣電磁環(huán)境下可靠運行；總電流采樣采樣二檔設(shè)計，以保證在小電流和大電流情況下，測量精度≤0.5%。顯示單元采用SAM9263B為主芯片的ARM9方案，經(jīng)過重新設(shè)計電源，以及采用汽車級別的相關(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，主板和核心板分開設(shè)計；顯示選用7”真彩觸摸屏，操作簡單、明了。目前二十頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點電池電壓采樣采用差分輸入、光耦繼電器切換，光耦隔離，電路簡單，保證測量精度。電池電壓采樣電路目前二十一頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點此為CAN2通訊接口電路，采用瞬變電壓抑制二極管和自恢復(fù)保險絲組成保護電路，并加入共模電感提高抗干擾能力。通信保護電路目前二十二頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點溫度取樣部分采用總線方式設(shè)計，簡化了溫度傳感器的接入。并提供了隔離保護。溫度取樣電路目前二十三頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點系統(tǒng)軟件均采用模塊化程序設(shè)計；多種軟件抗干擾設(shè)計，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)正常運行。在SOC的估算上采用現(xiàn)在比較成熟的方法，根據(jù)電動汽車的工作狀態(tài)（行駛，靜置，充電），分別采用安時法、開路電壓法進行SOC估計，在采用安時法簡單有效的基礎(chǔ)上，在特定條件下采用加權(quán)安時法進行SOC校正，消除安時法帶來的累計誤差，保證SOC精度在8%以內(nèi)；顯示監(jiān)測系統(tǒng)使用定制的操作系統(tǒng)，界面采用QT4.62，上位機軟件也采用QT4.62進行開發(fā)，主要實現(xiàn)：標定程序，SOC估算程序，故障分析子程序，信號監(jiān)控與報警子程序，實時數(shù)據(jù)保存，數(shù)據(jù)和曲線顯示，各開關(guān)狀態(tài)顯示等功能；由于從操作系統(tǒng)到開發(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)問題。軟件設(shè)計特點目前二十四頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點Windows下標定軟件也用QT開發(fā)，不存在版權(quán)問題目前二十五頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點自已定制的可視開發(fā)界面目前二十六頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點五、項目主要特點目前二十七頁\總數(shù)二十八頁\編于二十點項目方案的特色

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