电池管理系统整体设计精讲一.ppt

1、电池管理系统设计方案，电池管理系统设计方案，由江涛德龙微电子技术(深圳)有限公司编辑，内容，目的主要功能和指标电池管理系统总体设计硬件设计系统软件设计故障诊断和保护控制策略结论，主要功能和指标，电池管理系统主要有三个功能：(1)实时监控电池状态。通过检测电池的外部特征参数(如电压、电流、温度等)。)并采用适当的算法、电池的内部状态(例如容量和荷电状态等)。)是电池管理系统有效运行的基础和关键。(2)进行热管理、电池平衡管理、充放电管理、故障报警等。在正确获得电池状态之后；(3)建立通信总线，与显示系统、车辆控制器和充电器交换数据。电池管理系统的设计指标(部分)、网络拓扑图、电池管理系统总体设计

2、的主控模块，包括继电器控制、电流测量、总电压和绝缘检测以及通信接口。整个电池管理系统采用从控模块设计，主要实现电压测量、温度测量、平衡管理、热管理和通信电路。模块功能描述，电源模块：单片机模块：采集和分析数据，发送和接收控制信号；继电器控制模块：控制继电器的吸合和吸合；电流检测模块，用于控制电池组在断开时是否向外部供电；电压检测模块，用于收集电池组充放电过程中的充放电电流；电压检测模块，用于测量电池组的每个模块的电压和温度；温度均衡控制模块，用于控制电池平衡；总电压和绝缘检测模块，用于监测动力电池组的总电压和电池组与车身之间的绝缘是否满足要求；以及用于执行其他控制器与微控制器之间的数据通信、程

3、序的校准和诊断以及整车控制系统与微控制器RS232收发器模块之间的通信协调的CAN收发器模块：用于电池管理系统状态监控、程序校准、参数校正、物理图像主控模块、主控模块、电源及其处理电路、CAN通信处理电路、继电器、MC9S 12DT128、实时时钟芯片、存储器、总电压隔离运算放大器、绝缘检测电路、电流测量电路， 实景从控模块、从控模块、电源处理电路、CAN通信电路、9S08 DZ32、隔离光耦、电压检测芯片、继电器、温度检测电路、实景显示终端、硬件设计主控制器，(1)主控单元(MCU)，MCU控制器有以下主要参数：主控模块采用9S12DT128型MCU，工作频率：24MHz，128k片内FLA

4、SH，4K片内ram，3路CAN控制器，112针封装。 从控模块采用9S08DZ32单片机，工作频率16兆赫，32k片内闪存，2k片内随机存储器，1通道控制器和32针封装。电源模块硬件设计，(2)系统电源模块设计，本电池管理系统使用的电源为车载24V至5V。隔离电源模块用于获得电压检测、电流检测、绝缘监测和温度检测的电源。在电源输入的前端增加一个二极管来完成反向保护，两级滤波电路有利于系统的抗干扰。主电路控制模块的硬件设计；(3)主电路控制模块的设计，动力总成控制系统为继电器提供驱动电源，单片机输出高低电平控制信号控制驱动继电器的闭合和断开，从而实现主电路继电器的吸合和断开。串行联锁控制方式提

5、高控制可靠性，硬件设计电流采集，(4)电流采集电路设计，电池组在整车实际工况下从-200A变为500A(精度：1A)。为了保证电流采集的准确性，采用全量程等高精度的分流器来检测电池组的总电流。经过条件反射后，信号，硬件设计温度采集，(5)电压采集电路设计，在整车的实际工作条件下，随着电池组的充放电，电池组的电压不断变化，而单体电池之间电压的一致性会极大地影响电池组的性能，因此有必要对每个单体电池的电压进行检测。利用专用电压采集芯片对单节电池的电压进行模数转换，然后通过光耦将数字信号传输给单片机。单电池电压检测精度为10mV，硬件设计用于采集温度。(6)设计了温度采集电路。电池组温度也是影响电池

6、组性能的一个重要参数。如果电池组温度过高或过低，将对电池组造成不可逆转的损坏。该系统采用数字温度传感器，结合各温度传感器的地线、数据线和电源线，采用数据总线通信，温度检测精度为1。硬件设计绝缘模块；(7)绝缘模块的电路设计。绝缘检测模块用于检测动力电池组与车身之间的绝缘是否符合标准。通过测量DC母线与电动底盘之间的电压，可以计算出系统的绝缘电阻值。硬件设计CAN收发器模块，(8)CAN收发器模块的电路设计，利用CAN收发器实现单片机与动力总成控制系统及其他控制器之间的CAN通信。CAN通信采用共模扼流滤波技术，抗干扰能力强，通信稳定。CAN通信可用于动力总成控制系统与单片机之间的数据通信，以及

7、程序校准和诊断。CAN收发器的波特率为250kbps，数据结构采用扩展帧(29位标识值)。硬件设计RS232收发模块，(9)RS232收发模块电路设计，RS232收发模块采用芯片MAX232进行电平转换，并采用标准电路进行通信。RS232收发器模块用于校准程序和校正电池管理系统的参数。RS232收发模块的波特率为19.2kbps，系统软件设计主控模块。系统通电后，首先初始化系统，分配一些重要参数，并配置和初始化相关外设。初始化完成后，进入主回路，循环执行电流检测和荷电状态测量、总电压和绝缘检测、数据处理和故障判断、数据存储、232通信、CAN0通信、CAN1通信和CAN2通信等子程序。系统软件

8、设计数据处理和荷电状态估计，承担电池管理系统的核心计算工作，包括电池组荷电状态、最高和最低温度、最高和最低充放电功率、最高和最低充放电电流、最高和最低模块电压等数据的分析和计算。荷电状态的估计基于安培小时测量法，荷电状态由电池的OCV-荷电状态曲线修正。系统软件设计从控制模块，上电后完成系统初始化，给一些重要参数赋值，配置和初始化相关外设。初始化后，在主循环中执行子程序，如电压检测、均衡控制、温度检测和热管理。总之，我们专门设计了电池管理系统的硬件和软件。在此基础上，我们对电池管理系统进行了相关台架匹配试验和车辆运行验证，证明电池管理系统满足设计要求，性能可靠。江涛德隆微电子技术(深圳)有限公司。BMTP国家免费电话(86)-400-777-3328 tel FAX :0755-2264 8183 mobile : 86