電池管理系統(tǒng)在奧運電動大巴中的應(yīng)用

1.在電路上、掉電及異常時產(chǎn)生一個長達200ms 的復(fù)位信號。

2.有一個獨立的看門狗。當1.6s 以上沒觸發(fā)看門狗輸入時，看門狗輸出變低。

3.有一個1.25V 的電壓門檻檢測器，用于掉電報警、電池欠壓或監(jiān)控高于5V 的電壓。

4.一個低電平有效的手動復(fù)位輸入，用以實現(xiàn)手動復(fù)位功能。

3.5 顯示部分設(shè)計

顯示部分主要作用是方便用戶和電池管理系統(tǒng)的交互操作。通過顯示結(jié)果，讓用戶對蓄電池組的工作狀態(tài)有一個清晰的了解。

顯示部分主要由液晶器件來完成。選用16*16 點陣顯示中文漢字或字符，以每行八個字每屏四行共32 個中文漢字進行顯示。所以采用的相關(guān)芯片應(yīng)該是12864 型。考慮到本設(shè)計最常顯示的字符并不多，只有四十多個，所以決定選用不帶字庫液晶器件，自行對將要顯示的字符進行編碼。

3.6 電壓檢測模塊設(shè)計

從電池組將各組電壓通過接線引出，經(jīng)過濾波后，利用光控繼電器進行選擇，通過電壓檢測芯片MAX111 進行A/D 轉(zhuǎn)換，后輸出，完成電壓檢測功能。

管理系統(tǒng)采用光電繼電器的逐節(jié)電壓切入的檢測結(jié)構(gòu)，電池電壓的具體測量過程為：例如想要測量電池B1 的電壓，則閉合開關(guān)S1(其余開關(guān)全部斷開)，這時候Vin=VB1，經(jīng)過雙積分A/D 轉(zhuǎn)換芯片將模擬;下一時間，需要測量B2 的電壓，這時只需要先斷開S1，然后閉合S2，此時Vin=VB2。依次類推，依次可測量其它電池的電壓，并且此種測量方法各個電池互相獨立，不存在誤差累積的問題，所以測量精度更高。另外，高壓電池側(cè)和低壓CPU 側(cè)隔離，避免了高壓側(cè)對低壓側(cè)的威脅。

3.7 電源變換模塊

霍爾元件的供電電壓為5V，因為霍爾元件的信號是反饋到驅(qū)動元件上，所以霍爾元件的供電電壓應(yīng)該在驅(qū)動部分由24V 直接轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)的外加引入電源是24V，在通過DC/DC 變換器與控制部分電源完全隔離后，通過電壓轉(zhuǎn)換即可得到5V電壓。

4 通訊接口設(shè)計

4.1 通訊方式簡介

單片機與終端計算機的通用接口從類型上講主要有兩種，有線通訊最常見的有232 和485 通訊。RS-485主要適用于遠距離，功率損耗較大的場合。本測量系統(tǒng)一般來說多應(yīng)用于工業(yè)場合，環(huán)境惡劣，干擾較強，多采用遠距離抄表，RS-485優(yōu)異的抗干擾特性和遠距離傳輸能力就成為本設(shè)計的首選。

4.2 通訊方式的選用

從機掛在RS485 總線上，采用半雙工工作方式。因為從機采用單片機MC9S12D64，其引腳為TTL 電平, 串行接口電路由于RS485 信號電平與單片機信號電平(TTL 電平)不一致,因此，采用RS485 標準時,必須進行信號電平轉(zhuǎn)換。本設(shè)計中選用MAXIM 公司生產(chǎn)的MAX485 芯片將TTL 電平轉(zhuǎn)換為RS485 電平。

4.3 光耦隔離模塊的應(yīng)用

為提高工作可靠性，整個系統(tǒng)電路由24V 變換后的單獨5V 電源供電，各路信號全部采用光耦隔離輸出，杜絕電聯(lián)系，提高了抗干擾能力。由于信號的高低電平變化不頻繁，在從控制質(zhì)量和成本兩方面考慮的前提下，我們采用TI 公司的高速光耦6N137 和Toshiba 公司的低成本光耦TLP521-1 作為信號的隔離芯片，為了保持邏輯的清晰，光耦設(shè)計采用同相邏輯。

5 結(jié)論

本文以奧運鋰電池為實驗對象，專門設(shè)計了適用于車載電池管理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，包括MCU,數(shù)據(jù)存儲，電壓檢測，顯示，通訊部分等，并搭建了整個BMS 的硬件框架。通過分析奧運會期間采用BMS 的電動汽車實際運行狀況，文中提出的電池管理系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠性好、檢測精度高，優(yōu)點顯著。