基于MC9S12DP512與CAN總線的電池管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、節(jié)能和環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的新目標(biāo)，新一代電動(dòng)汽車作為能源可多樣化配置的新型交通工具，以其零排放、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，引起人們的普遍關(guān)注并得到了極大的發(fā)展。但制約電動(dòng)汽車發(fā)展的問題依然是儲(chǔ)能動(dòng)力電池和應(yīng)用技術(shù)。如何延長電池使用壽命、提高電池的能量效率和運(yùn)行可靠性，是電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)必需解決的問題。電池管理系統(tǒng)是關(guān)系到電動(dòng)汽車實(shí)用化、商品化的關(guān)鍵技術(shù)之一，而作為能量管理系統(tǒng)重要組成部分的電池剩余容量預(yù)測的研究對電動(dòng)汽車的實(shí)用化、商品化起著重

2、要作用，因此研究電池管理技術(shù)及系統(tǒng)具有十分重大的意義。 電池管理系統(tǒng)直接監(jiān)控及管理電池運(yùn)行的全過程，包括電池充放電過程、電池安全保護(hù)、電量估計(jì)、單體電池間的均衡、電池故障診斷等幾個(gè)方而。在研究和總結(jié)國外先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和結(jié)構(gòu)及電路做了重大改進(jìn)，、如引入控制器局域網(wǎng)(CAN)總線、浮地?cái)?shù)據(jù)采集技術(shù)、新的荷電狀態(tài)(SOC)估計(jì)方法、針對電池不一致性的先進(jìn)數(shù)據(jù)處理技術(shù)、故障診斷專家系統(tǒng)等。 以

3、鎳氫動(dòng)力電池為例，詳細(xì)討論了動(dòng)力電池的化學(xué)熱力學(xué)原理，建立了一種準(zhǔn)確、可靠的動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，比較合理地模擬動(dòng)力電池的電壓、電流、功率、溫升、效率、SOC等變化，具有模擬冷卻風(fēng)扇控制和一定的故障診斷及故障報(bào)警功能。能夠根據(jù)用戶的不同需求，改變本模型的基本參數(shù)，如環(huán)境溫度、動(dòng)力電池額定容量、電池組單體個(gè)數(shù)等。 電池管理系統(tǒng)(BMS)（）的研制開發(fā)以模塊化為指導(dǎo)原則，硬件電路設(shè)計(jì)上采用freescale的16位嵌入式單

4、片機(jī)MC9S12DP512作為核心控制單元，利用其相關(guān)模塊，對相關(guān)外圍電路進(jìn)行了相應(yīng)的擴(kuò)展之后，實(shí)現(xiàn)了對動(dòng)力電池性能參數(shù)的精確檢測，包括模塊電壓、總電壓、電流、溫度、運(yùn)行時(shí)間、動(dòng)力電池工作狀況(上電、警告、錯(cuò)誤、危險(xiǎn)等)、動(dòng)力電池最大允許充電電流、最大允許放電電流等，軟件算法設(shè)計(jì)上建立了基于安時(shí)法、開路電壓法和卡爾曼濾波法法的復(fù)合剩余電量預(yù)測方法，具有豐富全面豐富的故障診斷功能，當(dāng)動(dòng)力電池出現(xiàn)異常情況時(shí)，該系統(tǒng)能及時(shí)可靠地發(fā)出故障信號(hào)，