基于CAN总线的纯电动汽车电池管理系统研究【终稿】.doc

目 录 [摘要] 1 一、电池管理系统的概述 2 （一）系统的主要任务 2 二、电池管理系统的整体设计方案 3 三、系统硬件设计 3 （1）电池监测子系统 3 1、电压监测 3 2、电流监测 4 3、温度监测 4 （2）电池控制子系统 4 （3）电池均衡子系统 4 （4）通信模块 5 （5）电源模块 5 四、系统软件设计 5 （1）系统软件总体设计 5 （2）电池剩余余量及SOC估计 6 结 论 8 参考文献 8 [摘要]电池管理是电动汽车发展的一项关键技术。为了达到电池安全、高效地工作的目的，设计了一套基于CAN总线的汽车电池管理系统。系统以AT89C52芯片为 SOC的准确估计，最大限度的延长电池使用寿命。 [关键词]电动汽车；CAN总线；电池管理系统；AT89C52； [Abstract] Battery management is a key technology in the development of electric vehicles. In order to achieve the purpose of battery safety, efficient work, design a set of car battery management system based on CAN bus. System is given priority to with AT89C52 chip controller, by monitoring the working state of the battery, battery voltage, current, temperature), manage the performance of the battery, avoid over discharge, overcharge, overheating and serious imbalance phenomenon between monomer battery voltage, battery capacity and accurately estimate the SOC, maximum extend battery life. [Key word] electric vehicle; CAN bus; Battery Management System Model; AT89C52; 电池管理系统的概述 （一）系统的主要任务 表1]。 电池剩余余量及SOC的估计 电池的剩余容量的大小直接反映出电池的状态，电池剩余余量及SOC的精确估计，对电池状态准确诊断、开展状态维 护 、电池充放电均衡控制、提高电池使用寿命都起着至关重要的作用[2]。 均衡控制 电池组中性能相对较差的单体电池在充放电时会较早的达到充放电截止电压，导致电池组容量利用率下降。本系统所研究的均衡控制充放电技术改善了单体电池间性能差异对电池组充放电过程的影响，对电池组的容量利用率和电动汽车的续驶里程都有提高[3]。 CAN总线通信功能 电动汽车为保证足够的动力，串联电池的个数较多，所以在单位时间内产生大量的监测和控制数据 。CAN总线通讯方式具有通信速率快、准确率高、可靠性高等优点，而且易于与整车控制系统兼容[4]。 安全管理 考虑电池的循环次数以及所处环境温湿度、气压等因素，实时监测电池的电压、电流、温度是否超出安全范围，对电池的充放电进行均衡控制和开断保护，并进行故障诊断提醒 ，实现电池安全高效的为汽车提供动力。 二、电池管理系统的整体设计方案 本系统主要是采集车体运行状况的数据和电池的电压、电流和温度数据。采集的信息通过CAN总线传输到上位机，在上位机上完成信息的存储和处理工作，系统原理图如图1所示。 图 1 电池管理系统原理图 三系统硬件设计 1）电池监测子系统 本系统要实时监测蓄电池在充放电过程中各组电池的电压、电流和温度，避免过充和过放现象发生，同时对各组电池进行定期自动检测和诊断，通过CAN总线与运动控制器的通讯，最大限度地提高蓄电池的寿命。 1、电压监测 电压监测要进行电池组总电压和各个电池组电压两个方面的监测5]。 2、电流监测 电池电量估算的重要参数是电池的电流，因此，对电流的监测精度和稳定度的要求会很高。本设计采用霍尔传感器作为电测的电流检测传感器。霍尔传感器具有精度高、线性好。频带宽。响应快等优点，并且其抗干扰能力和隔离功能也非常强大[6]。 3、温度监测 温度传感器采用美国DALLAS半导体公司设计的DS18B20,其体积小精度高2）电池控制子系统 电动汽车的蓄电池的标称电压为电池控制