設(shè)計并實現(xiàn)了一個新的鋰離子電池管理系統(tǒng)

電池傳導(dǎo)系統(tǒng)(管理系統(tǒng),BMS),它包括技術(shù)和微機檢測,執(zhí)行動態(tài)監(jiān)控電池單元和電池操作情況下,可以準確地檢查電池剩余容量,電池充放電維護,最好的操作條件下,營運資金的下降,使用壽命。本文綜合了國內(nèi)外一些先進的技術(shù)成果，設(shè)計并實現(xiàn)了一種新型的鋰離子電池管理系統(tǒng)。管理架構(gòu)采用模塊化、分布式規(guī)劃，系統(tǒng)包括二級控制結(jié)構(gòu)，即本地測量模塊和中央處理模塊。在此期間，中央處理模塊的重要功能是通過RS232接口與上位機進行通信，并通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)方法與本地測量模塊進行連接。本地測量模塊的重要功能是數(shù)據(jù)采集(重要用于溫度、電流和電壓數(shù)據(jù)采集)、充放電控制、功率測量、單電池平衡以及使用CAN總線技術(shù)與中央處理模塊進行通信。

1.系統(tǒng)硬件規(guī)劃

本文所規(guī)劃的電池處理系統(tǒng)重要應(yīng)用于電動汽車及部分水下設(shè)備，因此系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進、可擴展性強;系統(tǒng)各項參數(shù)的技術(shù)精度較高。因此，本電池管理系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)完成以下功能:

1)實時采集電池信息，包括電池組總電壓、單體電池電壓、充放電電流、溫度等參數(shù);

2)剩余電量測量及顯示;

3)可供應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸接口，完成與CAN總線及上位機的通信;

4)良好的人機交互，系統(tǒng)安全可靠，抗干擾能力強。

2.本地測量模塊的硬件規(guī)劃

2.1電壓采集模塊

單體電池端電壓是計算剩余電池的重要依據(jù)，充放電方式的選擇，以及運行狀態(tài)的評價，所以監(jiān)測電池組的前提是，要有合理的單體電池端電壓測量方法。但是由于電池組中電池數(shù)量較多，總電壓較高，對測量精度要求較高，因此實現(xiàn)功率測量較為困難。電壓監(jiān)測計劃的工作原理如下:第一步,單片機控制多通道開關(guān)kn-1和kn-2(n1到7之間的數(shù)字),同步連接相應(yīng)的電池兩端的電容,啟動電容器充電,并達到目的,電容電壓是相同的電池電壓;第二步是斷開MCU控制的kn-1和kn-2多路開關(guān)，關(guān)閉K1和K2開關(guān)，將其連接到MCU的A/D模塊進行測量。在測量時間時，根據(jù)防止電池端子電壓不穩(wěn)定所形成的影響結(jié)果的考慮，模塊選擇了平均值測量的方法。該方法可以輕松使用微處理器內(nèi)部的A/D單元，不添加A/D模塊評級，提高規(guī)劃效率，節(jié)約資金。通常在實際電路中，可以用繼電器來完成模擬開關(guān)。

2.2電流采集模塊

關(guān)于充放電過程中動態(tài)電流的測量，本文采用LEM公司的ltsr25-np電流傳感器。該元件是一個閉環(huán)多量程電流傳感器，根據(jù)霍爾效應(yīng)進行補償，采用單極電壓法。具有測量精度高、無插入損耗、線性好、電流過載能力強等優(yōu)點。25℃以下測量精度可達±0.2%。額定電流為25安培，最大可測電流為80安培。電流傳感器可以將充放電電流轉(zhuǎn)換成0~5伏的電壓信號，然后連接到單片機的A/D單元，測量充放電電流。