动力电池能量管理系统

动力电池能量管理系统检测时间：2016-05-23 09:39:53摘 要近年来,由于日益严重的环境污染问题和日益增长的石油和能源消耗,新能源汽车的发展,越来越多的政府和世界主要汽车制造商的关注。三个电动汽车的发展。本文介绍了电动汽车电池管理系统的主要功能和开发国内外介绍问题的根源,介绍了铅酸蓄电池工作原理和关键的操作特性,描述铅酸电池剩余量预测几个模型的设计和项目的特点,基于大量的电池充电和放电的实验数据,提出了这种设计方法来估计剩下的电池供电。上述功能需求,设计提出使用主芯片单片机,分散的集合和集中控制的解决方案结合硬件、单片机的选择,电池参数收集,平衡和保护电路、功率转换电路和外部通信和其他主要模块硬件设计详细描述和基于C51单片机凯尔软件开发和设计环境软件解决方案设计的电池管理系统3主要流程:充电、放电和静态软件设计。最后,整个硬件和软件系统充电和放电的疲劳试验通过收集大量的实验数据,验证了硬件和软件设计的可行性和稳定性关键词电动汽车; 电池管理系统;电池SOC估算;单片机;充电均衡控制ABSTRACTIn recent years, due to the increasingly serious problem of environmental pollution and the increasing consumption of oil and energy, new energy vehiclesDevelopment, more and more governments and the worlds major carmakers attention. Develop three electric vehiclesThe key technology is the motor drive system consists of three parts, the vehicle control system and power management systems, steam currentAutomotive battery life is short-range, low battery life, high maintenance costs and popular, therefore,Power management technology for energy management and vehicle power battery protection control is becoming increasingly important.This article describes the electric vehicle battery management systemThe main function of the system and the development of domestic and foreign presentationRoot of the problem, and introduces the principle of lead-acid batteries and key operating characteristics describedLead-acid battery remaining amount prediction model design and features of several projects, based on a lot of batteryCharging and discharging of the experimental data, this design method is proposed to estimate the remaining battery power.The above functional requirements, the design proposed to use the main chip microcontroller, decentralized collectionAnd centralized control solutions combine hardware, MCU selection, battery parameters collection, balance and protectionCircuit, a power conversion circuit and external communications, and other major modules and hardware design based on a detailed description ofKyle C51 microcontroller software development and design environment software solutions designed battery management system 3The main processes: charge, discharge and static software design. Finally, the entire hardware and software systemCharging and discharging fatigue test by collecting a large amount of experimental data to verify the feasibility and stability of the hardware and software designKeywords electric vehicles; battery management system; battery SOC estimation; SCM; charge equalization control目录 TOC o 1-3 h z u 摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 项目背景来源及介绍11.1.1课题研究的背景与意义21.1.2电动汽车概念31.1.3电动汽车蓄电池管理概念41.1.4课题研究主要内容61.2 电动汽车蓄电池国内外研究现状71.2.1国内研究现状71.2.2国外研究现状9第2章 蓄电池管理系统的概述及设计92.1 常用电池的介绍92.2 蓄电池的工作原理132.3 蓄电池管理系统的功能152.3.1 充电管理152.3.2 容量预测172.3.3 均衡充放电20第3章 BMS系统硬件设计223.1 总体方案设计233.2 STC89C51芯片的概述253.3 51最小系统263.3.1 电源和复位电路283.3.2 晶振电路303.4 外部电路的设计303.4.1 电压采集303.4.2 电流采集313.4.3 温度采集333.4.4 外部232接口34第4章 系统的软件设计方案354.1 软件环境简介354.2 系统软件总体设计364.3系统管理程序的设计364.3.1传感器的程序设计364.3.2 串行口的程序设计374.3.3数据采样的程序设计40致谢41参考文献42绪论项目背景来源及介绍1.1.1课题研究的背景与意义近年来,由于日益严重的环境污染问题和日益增长的石油和能源消耗,新能源汽车的发展,越来越多的政府和世界主要汽车制造商的关注。三个电动汽车的发展关键技术是由三部分组成的电机驱动系统、车辆控制系统和电源管理系统、蒸汽电流，汽车电池寿命与流行的短距离、低电池寿命、维修费用高的问题。14因此,电源管理技术对能源管理和车辆动力电池保护控制变得越来越重要。各种能源形式可以互相转化，在一次能源中，风、水、洋流和波浪等是以机械能(动能和位能)的形式提供的，可以利用各种风力机械（如风力机）和水力机械（如水轮机）转换为动力或电力。1煤、石油和天然气等常规能源一般是通过燃烧将燃烧化学能转化为热能。热能可以直接利用，但大量的是将热能通过各种类型的热力机械（如内燃机、汽轮机和燃气轮机等）转换为动力，带动各类机械和交通运输工具工作；或是带动发电机送出电力，满足人们生活和工农业生产的需要。发电和交通运输需要的能源占能量总消费量的很大比例。据预测，20世纪末仅发电一项的能源需要量将大于一次能源开发量的40。一次能源中转化为电力部分的比例越大，表明电气化程度越高，生产力越先进，生活水平越高。旧燃料新能源：效率趋向100 能源的可持续发展 必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。而目前人类面临的问题正是：能源资源枯竭；环境污染严重。 随着我国城镇化进程的不断推进，能源需求持续增长，能源供需矛盾也越来越突出，迫在眉睫的问题是，中国究竟该寻求一条怎样的能源可持续发展之路？业内官员和学者认为，为了实现能源的可持续发展，中国一方面必须“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源，另一方面还要“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排。开发新能源和可再生能源是能源可持续发展的应有之义。我国的能源供应结构里，煤炭、石油与天然气等不可再生能源占绝大部分，新能源和可再生能源开发不足，这不仅造成环境污染等一系列问题，也严重制约能源发展，必须下大力气加快发展新能源和可再生能源，优化能源结构，增强能源供给能力，缓解压力。我国的核电装机容量不到发电装机容量的2，远低于世界17的平均水平，应当采取有效的措施，解决技术路线、投资体制、燃料保障等问题，使我国核电发展的步子迈得更大一些。同时，我国的风电资源量在10亿千瓦左右，目前仅开发几百万千瓦，应当对风电发展进行正确引导，促进用电健康可持续发展。走能源可持续发展之路，从大的能源结构来讲，还是要加快发展核电。最近一两年，从中央到国务院，都坚定了加快发展核电的信心，今年以来核电的工作力度也在加大。在今后一个时期，在优化能源结构方面，核电的比重、速度要保持相对快速的增长，规模要在短期内有比较大的提升。不光是沿海，还要逐步向中部地区发展。 节能减排是能源可持续发展的必由之路。侯云春表示，我国能源需求结构不合理突出表现在能源利用消耗高、浪费大、污染严重，缓解能源供需矛盾问题，从根本上就是大力节约和合理使用，提高其利用效率，严格控制钢铁、有色、化工、电力等高耗能产业发展，进一步淘汰落后的生产能力。同时，还要大力发展循环经济、积极开展清洁生产，全面推进管理节能，大力推广节能市场机制，促进节能发展，广泛开展全民节能活动。电池是电动汽车发展的首要关键，汽车动力电池难在 15“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车，要依靠先进的蓄电池经过10多年的筛选，2现在普遍看好的氢镍电池，铁电池，锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍，其它性能也都优于铅酸电池。但目前价格为铅酸电池的4-5倍，正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料，成本得到大幅度降低，也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属，锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍，锂聚合物电池为4倍，而且锂资源较丰富，价格也不很贵，是很有希望的电池。我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术，近年都有巨大的进步，如：交流感应电机及其控制，稀土永磁无刷电机及其控制，电池和整车能量管理系统，智能及快速充电技术，低阻力轮胎，轻量和低风阻车身，制动能量回收等等，这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城市的大气污染已不能忽视，汽车排放是主要污染源之一，我国已有16个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。我国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车，但石油资源不足，每年已进口几千万吨石油，随着经济的发展，假如中国人均汽车持有量达到现在全球水平-每1000人有110辆汽车，我国汽车持有量将成10倍地增加，石油进口就成为大问题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施，而是意义重大的、长远的战略考虑。本文介绍了电动汽车电池管理系统和开发国内外介绍问题的根源,介绍了铅酸蓄电池工作原理和关键的操作特性,描述铅酸电池剩余量预测几个模型的设计和项目的特点,基于大量的电池充电和放电的实验数据,提出了这种设计方法来估计剩下的电池供电。1.1.2电动汽车概念纯电动汽车、燃料车辆相对而言,主要的区别(iso)四部分,驱动电机、速度控制器、电池、汽车充电器。对车站,超快的,一个共同的充电站。纯电动汽车的质量区别取决于这四个组件,它的价值也取决于这四个组件的质量水平。纯电动汽车的使用也选择配置四个组件直接相关。纯电动汽车每小时的速度,根据功率和驱动电动机的启动速度和性能,继续课程长度取决于重量的汽车电池容量的大小,汽车电池取决于选择什么样的电池,如铅酸、锌碳,锂电池,他们的大小、比重、特定的权力,特定的能源和循环寿命是不同的。这取决于制造商的车辆位置和年级使用和市场定义,市场细分。纯电动汽车驱动电机电流与直流电刷、刷永磁、电磁的点,然后交流步进电动机,还与他们所选择的车辆配置、使用、等级相关。此外,驱动电动机速度控制可分为水平速度和变速有电子速度控制器和速度控制器没有点。汽车轮毂电机,内部转子电机,单电机驱动和电机驱动电动机驱动的组合。电机控制器和速度的选择和制备车辆质量和价格也受到影响。公用事业快速充电站是一个纯电动汽车商业化基础设施将使它成为一个完美的地方前轻松导航,反之亦然是它的腿短,受影响,欧洲、美国商业实践电动蒸汽充分说明了这一点。我们认识到,但不作为。此外,电缆连接器问题充电器和汽车电池必须标准化,形成品种电池电压装箱,速度(功率)协议的各种元素。否则,纯电动汽车和公共充电站不能快速有效地无法对接,该行业目前的白皮书,为我们探索,但你必须计划,成型后的设计实现中,为了避免徒劳的,避免浪费资源。大充电器四部分纯电动汽车和公共充电站,特种电缆,电缆连接器甚至计费,收费系统,这是一个新的汽车零部件行业,他们不会没有大米,不做,不完美是受短。虽然部分制造商和相关行业应该形成一个链,共发展计划。国家发展和政委”新能源汽车展厅管理方法和实施细节,“11月1日生效,2007年。“农业城镇和村庄(私人)电动汽车通用技术”也在酝酿过程中,纯电动汽车的商业化在农村是早期胚胎,我们不应该睁一只眼闭一只眼。符合国际市场的未来需求和满足纯电动车辆必须符合以下几点:1,电动汽车开发和制造业务必须符合有关规定。汽车、零部件性能必须符合国家技术标准和具体要求。2、电动汽车电能的基础上,由电机驱动运行,没有新的污染,不再产生易燃、易爆的危险。3、电动汽车电池能量储存必须无污染、环保。它有一个持久的生活,与超高速充电(超过目前的间冰期)函数。车辆用根据决心继续一次充电行驶里程,这意味着足够的容量电池组,充分利用公共充电站快速扩展增加里程收费。4,电机应设置较高的能量转换效率。刹车减速的直接能源使用和回收,努力全面的能源利用效率。5。车辆使用和场合设置最高速度不得超过极限值的交通规则,合理的选择和配置的电机功率电池容量。6、汽车驾驶操作,控制简单,有效,可靠,确保道路安全。7、机械、电气安装耐用和更少的维护。低成本运营的车辆。8,为了目标市场需求为基础,提供实用和适用于满足模型,并努力实现全面、综合技术、经济、实用、功能方面。未来工业和商业用户欢迎进入电动汽车,必须符合以下特点:准确定位,正确使用,应该是驱动区域,最佳的性能。合适的模型和经济配置。性能可靠和容易处理。环保电池,持久的生活,足够的电力,超快的充电,提高网络和服务到位。低成本、最小的维护。1.1.3电动汽车蓄电池管理概念电动汽车的电池管理系统(BMS)是基于电子测量、电动控制和报警显示一系列功能汽车电池测试设备,嵌入式,现代通信技术和检测等一所示身体,整个细胞可能实时电池电压、电池容量、充放电电流实时测量温度和其他国家并完成相应的控制和报警功能全面研究我国电动汽车的情况下,被发现在整个汽车电池电动车问题最多的部分,甚至是汽车的总体安全,严重威胁的主要原因。(左)高性能蓄电池或电池埋成本非常高,而且生产过程是复杂的,环境要求相对较高,很难大规模生产,一般只用于高档昂贵的进口车型,目前的市场缺乏共同的普通电池储能领域,导致电动汽车行驶里程短,远未达到比得上内燃机车辆的程度,合理使用有限的电池供电,是一个关键问题。有限的生命周期(2)电池,在日常使用中如果操作不当或不正常的个体比例如,电池过充和过放电会导致电池内部电池或内部化学物质已被打破坏,因此进一步降低电池寿命较低。电池电力系统(3)电动汽车电池通常是由几十个甚至几百个埋电池串联使用,由于生产标准或迟替代和其他原因,在一个电池组不是一个小电池之间的个体差异,在长期使用后,会有一个显著的区域电压的能力不,导致每个电池充电和放电的不平衡,通常电池过度充电的一部分,将会有一些电池吗长完全满意,经常过放电。研究表明,电池组的电池的性能通常在后面决定电池的状态和性能,电池健康后面很长一段时间使用电池,性和预期寿命可以显著低于正常状态,通过测试,及时、准确测定电池每个电池的组状态,发现后面的电池,给予警告和提示。(4)的一个汽车司机需要汽车里程保持避免中途停止传统汽车,汽车是理解通过驾驶室仪表板燃油油耗信息表,在电动汽车我们需要显示剩余电池电量显示。与此同时,电池也可以使用的信息关键信息来确定电池的健康状态。埋电流电池电压值是相对稳定的,和容易测量精确,铅酸电池不是埋精确的电池,电池内部的复杂的化学反应Cheng接触温度、湿度、气候和其他因素,所有的实时测量电池容量很大程度上,这是一个世界性的问题。因此,在目前的情况下,除了加强对电池性能的研究,新电池的发展此外,适当的动力电池管理系统也很有必要,和每个蒸汽越来越多汽车制造商的关注,目前是主要的趋势是发展电动汽车的发展。电动汽车必须满足高可靠性和安全性的“以人为本”理念的汽车电子产品需求,由于电动汽车在高速( 80公里/小时),和各种安全驾驶机动车辆的保护必须决定的司机、车辆管理系统、电池充电器和集成系统在一起,电池管理系统不仅为汽车提供足够的电力来满足各种工作条件的要求,还收集各种关于电池本身的信息,有一个自己的国家工作精确计算和判断,这个信息应该准确地传输到车辆和驾驶员管理、车辆管理系统EC,司机做出正确的驾驶操作,以确保电池的安全性的前提下,充分发挥电池的潜力,延长电池寿命。1.1.4课题研究主要内容汽车电池电动汽车作为主要的能源存储设备,整个电池体系的整体研究为电动建立汽车性能测试程序,标准来确定经济性能分析具有深远的意义。然而,现有的电池管理系统不发达,缺乏积极管理策略,研究还不成熟。电池的实际操作状态电池分析条件,优化环境,提高电池的效率为目的,电池管理系统,平衡子系统,研究探索新方法更实用的电池管理系统研究电池管管理系统开发的基础。本文着重于hang-ion电池组,电池组通过一个集成的机械设计研究体系正确的电池模型的研究,识别和参数;每个电池的参数收集和优化计算;研究电池组失衡,最终电池组合理控制和分析,完成电动汽车优化和提高动力电池系统。电动汽车蓄电池国内外研究现状1.2.1国内研究现状近年来,作为电动汽车电池管理系统的三个关键技术的关注和出国留学关注16 - 17,许多学者和专家一直在如何优化车载电池的使用效率,如何延长电池组身上探索的使用。目前,国内电池管理系统的研究已经取得了可喜结果,不同国家和汽车制造商,有关大学已经开发出自己的电池管理系统,电池管理系统只有早期检测的电池电压、温度、电流等简单功能更综合,低功耗,聪明,高可靠性方向发展。但总体而言电动汽车电池管理系统技术并不成熟,我们经常看到的新闻报道的成功发展电动汽车,几个月后,电动汽车使用的报道还很少,甚至电动汽车自燃火灾和其他严重事件的报纸,这些现象和原因,几乎所有的汽车电池管理系统不能离开。国内外电池管理系统技术不是很成熟和可靠的标准Quasi-based技术解决方案,很多技术仍处于探索阶段,从实用、大规模的商业用途有很长的去1有22 研究电池管理系统也高度重视研究和有一个电池管理系统作为国家863计划”、“十五”、“十一五”,“第二个五”规划重大科技课题。中国主要依靠科技的力量大学汽车电池制造商和供应商共同研究相结合,经过多年的技术研究已经取得了很大的结果,在某些领域的技术必须赶上发达国家,对电动汽车开发相关产品应用程序。在国家“863”,200 _ 5年计划第一批项目研究项目,分别对公司的承诺湖南神舟的城市城市公交车镍氢电池管理模块,北京有色金属综合医院由城市客车璟电池管理模块等待。北京交通大学、应用研究和发展上的镍氢电池动力电池管理系统在2002年12月的科学验收,系统使用一个分布式架构解决方案,它可以实现镍氢电池健康监测,剩下的估计能力和其他功能;璟电池管理系统2008奥运纯电动公交车被北京理工( ,北京交通大学,北京京华汽车工厂,中信国安球型等单位联合开发的强大,同济大学常数明星电池有限公司和北京联合开发hang-ion电池管理系统,除了清华大学上海交通大学34,也开发了自己的电池管理系统。电动汽车电池管理系统作为电动汽车的核心的关键部分,它是电池组之间的接口和车辆系统,一个重要的链接充电器,电池管理系统高性能、高可靠性电力电动汽车池为最佳性能在不同的操作条件下,最长的使用寿命,璟电池电动车、电池管管理系统技术的发展将是一个永恒的问题与电动汽车,无尽的深度和广度。1.2.1国外研究现状外国电池管理系统更深入的研究,目前技术相对先进的西方国家和亚洲日本大陆基础上,这些国家对电池管理系统的研究进行之前,他们有很多实验各种电池总结了电池的数学模型,并开发了多种试验加载电池管理系统,电池管理丰富的技术经验和知识积累。美国能源部在1991年和美国,戴姆勒-克莱斯勒,福特,通过与美国三大汽车公司共同建立了先进的美国高级电池电池财团联盟(USABC),成立于电池测试和管理系统,专业组织和其他研究实验青森县工业研究中心从1997年至今一直从事电池管理系统的实际应用研究24、丰田、本田和其他汽车公司把BMS技术开发重点 。特定的产品,如德国的更具代表性状态BADICHEQ系统设计和BATTMAN系统,美国通用汽车公司电动汽车开发的增强型植被指数这家美国公司使用的电池管理系统的智能Guadr Aerovironment系统,以及美国AC推进BatOPt公司开发了电池管理系统。BADICHEQ系统可以同时20的力量电池电压测量,可以实现电流和温度的测量;MATTMAN是电池管理系统通用管理系统,通过增加或减少的参数选择和改变硬件跳投的软件,实现不同型号的电电池组的管理;以电动汽车电池管理系统在铅酸电池管理系统可以实现现在在26个铅酸电池管理,电池管理系统,它与传统意义上的不同之处在于,它侧重于系统点放在电池组的管理的可靠性,增加了高电压电池电源保护,手动电源开关系列措施;智能Guad:系统的主要特征是,它配备了一个电池意味着实现分布式电池电压和温度测量和电池过度充电检测 n”和超载保护功能;BatOpt电池管理系统程序是一个分布式系统,在每一个细胞都装饰着一个监控模块通过两个线巴士,监控模块将收集电池电压、温度和其他信息数据到控制单元,根据主控制单元接收信息,提供自动和手动充电管理功能 第2章 蓄电池管理系统的概述及设计2.1 常用电池的介绍从18岁_ 59法国科学家普兰特(普兰特)发明了世界上第一块充电电池今天,电池圣经过一百年的发展,在此期间出现的各种各样的电池,但不适合车辆很多。当前常见,适合电池电动车如下:铅酸电池、nickel-fu镍氢包池,hang-ion电池和锌空气电池,如上所述在表2.1下面这五个电池技术数据表,2.2,这种电池的主要性能。2.2 蓄电池的工作原理铅酸电池由一个电极由铅及其氧化物,电解液电池是由硫酸溶液。13自年以来普兰特发明了电池,它已经有一百年的历史,领先蓄电池酸液的发明后,化学电源绝对优势,主要是因为它的低价格价格不贵,也是比较容易获得原材料,使用适当的可靠性,适用于大电流放电和广泛的环境温度范围等等。铅酸蓄电池的基本成分有盘子,杆、电池外壳,电池盖,安全阀,积极的和消极的隔间电解质板和其他组件,见其基本结构。铅酸蓄电池的充放电反应是一个可逆的过程,然后放电过程的硫酸溶液分解,积极和消极之间的导电离子流动形式的权力,充电当一个外部的化学能转化为电能,硫酸溶液再生,但随着电池放电时间位置,水会挥发部分电池内电解液浓度、酸很容易发生氧化和电极,电极活性降低了反应能力较弱的放电,所以普通铅酸电池需要定期维护添加蒸馏水来调整电解液的浓度,电极材料氧化分解,维护活跃的电极,延长电池寿命。2.3 蓄电池管理系统的功能一般来说,电动汽车电池管理系统应该有以下特点1.充保护: 电池过度充电会破坏积极的结构影响的性能和寿命,而且电气超载解决方案是解决,内部压力过度造成的渗漏、变形、火等等,在恒压充电失败后与深化电压达到一定水平它会引起爆炸,电池性能的一个主要损害。过度充电，电源保护是保证当电池电压在单元电池的状态高于设置超载保护电压值,和持有时间超过预设时间延迟,保护功能被激活切断充电电路停止充电电池组,和锁电荷状态。当电池电压恢复到设置超载释放电压,和持有时间超过预定时间延迟,过度充电电气保护释放。2.过放电保护:电池放电容量将导致大量的活性物质和大量的不可逆转的衰退,并可能导致引起泄漏,零电压和负电压,电池也是一个主要的性能损失,它还需要保护线路控制系统以防止过量放电的电池。过放电保护,当电池组在单元电池电压低于过量放电，保护电压值,维持国家超过预设时间延迟,保护功能被激活时,切断放电电路停止，放电的电池组,锁过量放电状态。当电池电压恢复到设置释放过量放电电压或更多,和持有时间超过预设时间延迟、过放电保护。3.过流保护:过流保护分为充电和放电过电流过载。当电池充电电流或放电流超过预设值,并保持状态超过预设时间延迟,保护功能被激活切断充电电路或放电电路,停止充电或放电的电池组,锁处于过载状态。在一定的时间延迟自动过载保护释放。4.短路保护:当电池组短路,和保持时间在这种状态下超过预设的时间延迟,保护功能切断充电电路和放电电路禁止电池组的充电和放电,短路和锁。5.温度保护:系统可以多点温度采样,包括胞体温度、环境温度、电源设备温度等,根据采样位置,默认值相应的保护。当检测到温度超过设定温度保护价值,维护国家超过预设时间延迟,保护功能被激活切断充电电路和放电电路,是被禁止的电池充电和放电,锁定状态和温度保护。当检测到温度返回到设定温度排气温度,超过预定时间延迟举行,高温保护。6.检测方法:管理系统的每个的电池组电压监控,并转换为信号的价值。7.当前检测:管理系统应该能够电池组的充电和放电电流监测和转换成数字值。8.温度检测:电池管理系统应该身体温度,环境温度,温度温度国家权力装置监控的数量,和转换成数字值。9.SOC检测方法:SOC它估计相应的算法来估计电池的剩余容量,相应的系统控制并提供司机驾驶的基础合理安排提供参考。2.3.1 充电管理1恒压充电恒压充电是一个合理的选择的充电方法,电池状态监测,确保电池充电效率和安全流量管理是一个实时安全监控检测电池状态,电池容量估算。电池状态检查测量和计算能力将在后面详细介绍。介绍了几种充电。恒压充电恒压在电池的两端,充电电流。充电电压的电池端电压电池内部阻力。电动势是相对较低的初始充电,12充电电流很大,随着充电过程中,电池不断上升的势头,充电电流下降,直到终止充电。下旬以来电荷电流降低,很容易控制过度充电。这个充电方法充电电流与电动势,并迫使电池供电池内反射的物理和化学状态。因此,这种充电方法是有效的,一个恒流充电燕有更多的优势。但是恒压充电有许多缺陷的初始充电电流很大,和充电,电池上升电动势,充电电流非常小,难以充分利用充电设备的容量。和充电小压力的变化将导致巨大的充电电流的变化。电化学过程电动势充电反应的变化不只是流之间的线性关系,因此只描述线性关系并不理想。2恒流充电恒流充电方法是调整充电装置的输出电压,改变串联电池组电压方法保持恒流充电方法,如图所示,控制方法简单,但由于电池可接受电流与充电过程能力逐渐下降,充电电流的帖子,和更多电解水产生气体,因此,出口,因此,常用于阶段充电方法。3恒压恒流充电恒压充电电流很大,电池温度上升过快,会导致开始危险,为了防止电流过大,一般限制充电电流一定限制,10所以充电公式将称为恒压恒流充电。在恒流阶段,实际上是限制了恒流充电是恒定的电力,所以也称为恒定电流限制充电方式。电压和电流的变化在恒压恒流充电方法是大多数电池充电方法推荐的制造商,和低限压的电池是更有利的。自从电池充电电压很低,充电电流很小,因此,电解液泡沫产生,可以节约能源,减少电池的温度上升,以避免损坏电池盘子里。因此,充电电压通常设置在当前限制。4涓流充电恒压恒流充电的充电是一种非常有效的方法,11如果再加上超载判断,浮子控制,温度补偿等,形成一个简单的电池管理系统,电池可以控制在这个系统更好的工作。充电电池组的放电过程,所以电池化学复苏这个州的复杂的过程,它是可取的相对较小的电流充电,电池和其他终端电压上升到在某个值,然后使用大电流恒压恒流充电模式,充电过程称为补充充电的过程。充电实际上是一个近似恒流充电模式,充电电流保持稳定小,恢复电池的状态,整流电压必须逐渐增加。充电过程执行时间和电池放电深度,如果判断是基于充电电池端电压,终止基于电池端电压或充电时间。2.3.2 容量预测电池电荷状态SOC(电荷状态)描述电池状态的重要参数,通常是在一定的温度电池充电状态不再能吸收能量被定义为电荷的状态100%不再,电池可以释放状态被定义为收费的状态0%。当前,有统一的定义的电力的观点SOC如美国先进电池的财团(USABC)定义在其“实验电动汽车电池手册SOC如下:一个特定的电池放电放大功率下,其余费用在相同条件下额定容量的比值电池充电和放电过程是一个复杂的电化学过程变化,剩余的电池供电的电池基本特征参数(终端电压、电流、温度、容量、内部压力、阻力和充放电循环次数数量)电源和电池特性因素,这样的估计的剩余容量是非常困难的。综合当前大量的文件,下面总结了常见方法的预测能力。1开路电压法电池的开路电压附近的电动势值。铅酸电池的电解质浓度的力量函数,电解液密度降低电池放电率可以用开路电压。下面的表描述铅酸电池开路电压,剩下的容量和电解液密度之间的关系。Keng-ion电池和电池线性的开路电压和铅酸电池的关系并不好,但通信可能是估计的,特别是在初始电荷和结束的好结果。2阻抗法内阻法电池内阻有法国抵抗交流电阻(阻抗)和直流电阻(电阻)点,他们SOC密切相关。电池的交流阻抗电池的电压和电流之间的传递函数,是一个复杂的变量量,9表明抗交变电流的电池容量,交流阻抗计测量使用。电池的直流电阻直流电阻容量,等于同样的很短的时间内,电池电压变化和电流变化量比率。实际测量,国家开始打开电池恒流充电或放电的同时,负载电压和开路电压除以电流之差值是直流电阻。直流电阻计算的大小的影响,如果时间短于10毫秒只能检测到欧姆电阻;如果更长一段时间,阻力就会变得复杂。很难精确测量电池的内部电阻,直流电阻方法的一个缺点。电阻法适用于终止电池SOC估计。2神经网络法电池是高度非线性系统,其充电和放电过程难以建立精确的数学模型。7神经网络的基本特征是非线性的,平行结构和学习能力,外部的刺激,可以给相应的输出,可以模拟电池的动态特性来估计。估计电池经常使用层典型的神经网络的输入和输出层神经元数量的需要确定实际的问题,通常线神经元的数量的中间层的功能取决于问题的复杂性和分析的准确性。估计电池,常见的输入变量电压、电流,累积释放量和温度,内部阻力和环境温度。神经选择适当网络输入变量,变量的数量是合适的,直接影响到精度和评分模型计算量。神经网络方法适用于各种各样的电池,需要大量的参考数据的缺点训练,估计错误极大地影响训练数据之间的差异和训练方法。计算影响放电率、温度、自放电、老化等因素。特别是在变量的计算现状更加困难。最常用的是前面几个相对简单的方法。通常是结合使用的方法。建立电池模型,使用先进的控制理论、实际计算和计算模型的结合当前研究的焦点。下面将列出几种方法进行了比较。第3章 BMS系统硬件设计3.1 总体方案设计这个设计是基于一个AT89C51的电池监控系统的功能。总体结构如图3-1所示电池管理系统功能图,我们可以看到,主控制板硬件设计主要是有关电源模块,通信接口电路、充放电控制接口电路的几个方面,绝缘检测电路设计。如图 3-2图 3-23.2 STC89C51芯片的