電池管理系統(tǒng)在奧運電動大巴中的設(shè)計應(yīng)用
1 前言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/180367.htm目前,能源緊張已經(jīng)成為推動世界電動車產(chǎn)業(yè)化進程的源動力,隨著電動車行業(yè)的蓬勃發(fā)展,,對作為電動汽車的關(guān)鍵零部件之一的蓄電池管理系統(tǒng)也提出了更高的要求。在北京2008 奧運電動公交專線的運營服務(wù)中,北京交通大學(xué)研制的應(yīng)用于奧運純電動大巴上的電池管理系統(tǒng)(BatteryManagement System,BMS),成功實現(xiàn)了對車載動力蓄電池狀況的實時監(jiān)測,圓滿保證了電動大巴的安全運行。該電池管理系統(tǒng)具備單體電壓測量、溫度控故障、在線分析、故障定位、電池荷電狀態(tài)估測、顯示、故障輸出、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。它還可應(yīng)用在采用蓄電池作為動力源或者后備電源的場合,如混合動力汽車、純電動汽車、機車、公用電話網(wǎng)等。
2 電池管理系統(tǒng)的工作過程及特點
電池管理系統(tǒng)的主要功能可以分為以下五個部分:
1.單箱電池電壓的采集;
采用光電繼電器的逐節(jié)電壓切入的檢測結(jié)構(gòu),解決了共地的問題,避免了電阻分壓式的誤差累積的缺點,確保電壓測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。利用手動檢測模塊中的MAX111 實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸送到CPU 中進行分析。
2.電池管理測控模塊的參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)讀取;
通過RS-485 總線使電池管理系統(tǒng)的測控模塊與手動檢測模塊的CPU 相連,實現(xiàn)對測控模塊的參數(shù)設(shè)置,同時還可以將測控模塊測量到的數(shù)據(jù)讀取到CPU 中。歡迎轉(zhuǎn)載,本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng)(http://www.elecfans.com/)
3.檢測電池管理系統(tǒng)是否正常和電壓測量精度;
手動檢測模塊可以通過LCD 將檢測結(jié)果,例如電池電壓,電池組溫度等顯示出來,方便用戶與電池組的sharp 高亮液晶顯示結(jié)果進行比較,判斷出電池管理系統(tǒng)的工作狀態(tài),以利于有效的完成對電池組的管理。
4.顯示功能;
電壓檢測的結(jié)果輸送到CPU 后會存儲到E2PROM,同時也可以在顯示屏上顯示出來,方便用戶使用。
5.為電池管理測控模塊提供電源;
電動汽車可提供24V 供電電源,變化范圍18~32V,所以電池管理系統(tǒng)的工作電源均由此得到。在手動檢測模塊中,可以通過電源變換部分將24V 變5V,然后經(jīng)過電源隔離部分實現(xiàn)DC-DC 隔離,就可以為測控模塊提供電源。
3 硬件電路的設(shè)計
本章將以作者的實際工程開發(fā)為基礎(chǔ),著力講述系統(tǒng)的硬件構(gòu)成,及其整體功能的協(xié)調(diào)實現(xiàn)。
3.1 管理系統(tǒng)的總體硬件構(gòu)造
系統(tǒng)的硬件框圖如下:
圖3.1 電池管理系統(tǒng)的硬件框圖
采用的MC9S12A64CPV 是屬于Motorola 公司的HCS12 系列,HCS12 是繼HC12 系列之后推出的16位MCU,軟件兼容HC11。HCS12 系列功能性很強,在智能化儀器儀表,通信設(shè)備,家用電器等領(lǐng)域,特別是在便攜式,智能化的設(shè)備和自控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
3.3 數(shù)據(jù)存儲部分設(shè)計
檢測模塊在工作中要記錄一些重要信息和運行結(jié)果,如單體電池電壓,溫度等,在電動汽車使用過程中記錄的電池組運行數(shù)據(jù)也需要從存儲器中讀取、寫入,備份到PC 機數(shù)據(jù)庫中,便于日后對電池進行分析和*價。這些信息存儲的準(zhǔn)確性和可靠性直接反映了系統(tǒng)整體的準(zhǔn)確性和可靠性。要求在任何情況下,如上電、掉電、各種干擾等,記錄的各種數(shù)據(jù)均不能改變。通行的辦法是考慮使用防掉電RAM或EEPROM。防掉電RAM需要電池,成本較高,且電磁兼容性能差。所以選擇串行EEPROM 作為數(shù)據(jù)記錄單元,其主要衡量指標(biāo)有接口方式、容量、擦寫次數(shù)以及抗干擾能力等。
3.4 硬件看門狗設(shè)計
“看門狗技術(shù)”就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運行時間,若發(fā)現(xiàn)時間超過已知的循環(huán)設(shè)定時間,則強迫程序返回到0000H 入口處,使程序重新開始。
本板設(shè)計的看門狗電路采用的是MAX 公司的專用集成微處理器監(jiān)控復(fù)位電路MAX706。
MAX706 系列m p 監(jiān)控芯片能實現(xiàn)以下四方面的功能:
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