纯电动汽车电池管理电控系统设计(附件)
该论文研究纯电动汽车电池管理电控系统的设计，首先说明了随着科学技术的发展，电池管理系统越来越受到重视，并介绍了国内外对电池管理系统的研究与发展现状。本文说明了了解纯电动汽车电池管理电控系统的技术现状与未来发展意义；系统组成、结构、原理研究；系统控制策略设计；系统硬件总体设计；系统软件总体设计；子功能模块软件程序编写，初步设计纯电动汽车电池管理电控系统。BMS具有对电池组安全监测和有效管理，充分利用电池，从而达到理想中的行驶距离，而且还具有提高使用寿命，减少运行成本，增加了电池组的可靠性。关键词 纯电动汽车， 电池管理系统， 数据采集 目 录
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 本论文的研究内容 3
2 电池管理系统的组成结构及原理 3
2.1 电池管理系统的结构 3
2.2 电池管理系统原理 6
3 电池管理系统硬件总体设计 6
3.1 硬件的总体方案 6
3.2 中央控制单元 7
3.3 电池状态信息采集电路 9
3.4 A/D保护电路 11
3.5 CAN通讯接口设计 12
4 电池管理系统软件总体设计 13
4.1 软件总体流程框图 13
4.2 系统子程序设计......................................................15
4.3 软件温度采集子程序调试 21
结论 24
致谢 25
参考文献 26
1 绪论
1.1课题的研究背景及意义
现如今汽车尾气污染已经十分严重,主要是由于那些使用石油作为驱动力的汽车尾气排放。这样不仅给环境带来了压力，石油也所剩无几。为了解决这一现象，于是采用了其他能源来代替石油作为驱动能源，其中有电力作为能源，燃料替代，以及动力混合技术等。电力驱动主要以纯电动汽车为主要形式。而且纯电动汽车一定会成为未来汽车的主要产物。纯电动汽车与传统汽车两个进行对比时，可以发现，纯电动汽车
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
的研究背景及意义
现如今汽车尾气污染已经十分严重,主要是由于那些使用石油作为驱动力的汽车尾气排放。这样不仅给环境带来了压力，石油也所剩无几。为了解决这一现象，于是采用了其他能源来代替石油作为驱动能源，其中有电力作为能源，燃料替代，以及动力混合技术等。电力驱动主要以纯电动汽车为主要形式。而且纯电动汽车一定会成为未来汽车的主要产物。纯电动汽车与传统汽车两个进行对比时，可以发现，纯电动汽车转换效率高，而且价值低廉，而且这样对消费者来说也可以省去一比巨大的开销，毕竟电费也比石油便宜。还有一个重中之重的原因就是纯电动汽车结构简单，它没有发动机，然后采用的是电池驱动，因为它尾气中无污染，所以没有排气管。这样维修起来也方便很多。
纯电动汽车的优势在于节约能源，还有环境保护，这就是为嘛纯电动汽车代替了传统汽车最主要的原因。然而纯电动汽车的数目为嘛截至到目前为止还是很少，这里面的原因，我想大家都心知肚明。最主要的原因那就是作为能源的电池，这也解释了现在它的价值高的原因，它占了一辆车的40%左右的成本。所以为了很好的安全的利用这个昂贵的电池，这就要交给电池管理系统了。电池管理系统（BMS）实时检测汽车上的电池的各项数据，比如电压，电流还有温度。而且和可以计算出电池的剩余容量多少，还可以提高它的使用寿命。对电池组的热管理也有很大的作用。就电动车而言，对汽车数量的控制，安全监测和可靠性的提高具有很大的作用。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外电池管理系统的发展现状
国外典型的 BMS以及其功能的特性:
1 EV1 BMS功能和特性包括：单电池电压监测;电池组电流分流器采样高压保护;降低汽车的行驶性能;高压电源保护;以电池组的平均特性充电等;
2. BatOpt系统是也是一个分布式系统，它是由两个总线控制的。包括中央控制单元（MCU）和监控模块。将信息传输到MCU每节电池的让其能够正常工作，MCU收集信息后，优化电池控制;
3. BADICOaCH系统的主要特点：采用了非线性电路以测量每个电池单元的电压，并通过一个信号线来发送每个单体电池的电压的系统;显现最差的单体电池SOC ,;存储历史数据，充放电循环周期，并通过这些数据来确定电池以及快速检索错误电池使用等工作状态;
4. BATTNIAN BMS把各种各样的动力电池联系在一起，找出共同特性，它最主要的优点是：根据硬件跳线的变化，选择更好参数的软件，来支配各式各样的电池组。
最近这几年里，伴着人们对于纯电动汽车的需求，国外好多就汽车电池进行了一系列的实验及探讨。具有显著代表的比如：德国MentzerEleetronie公司和研究致力于merRetzlaff BAnICHEQ主导设计系统和BAnxCOACH系统;德国B.Hauck 对于BATTMAN系统的设计;美国通用汽车公司生产电动车EVI电池管理系统; Aerevironlnent公司在美国smartGuadr系统（长清LifeBatt UsingIntelligentModularControlsystem）; AePropulsion公司在美国被称为BatOPt高性能的电池管理系统的发展;日本的丰田混合动力汽车系统。在美国的高级纯电动汽车的电控制系统，以适应不同的工作条件下，纯电动汽车的属性不同，它所接受的电流就不一样大，每一个状态对应了每一个电流。所以国外对于这个研究还是非常透彻的。
1.2.2 国内电池管理系统的发展现状
纯电动汽车在我国也得到了一个快速的发展，尤其是对BMS的研究，以及探讨各式各样的电池与如何增加电池的安全性进行研究。这这些方面得到了前所未有的成功。并且慢慢的与发达国家处于同一水平线上了。就电池管理系统的发展，我国的汽车电池厂商和一些供应商研究了一下几个项目：
1．就如何增加电池的稳定性和精度动态参数采集;
2．汽车电池SOC估计；
3.探讨各式各样的电池模型;
4.研究电池均衡控制;
5.BMS充电机可以通信
研究电动汽车电池管理系统最重要的在于如何了解每个电池的状态,和相应的电池管理,合理分配系统的能量以维持电池的一致性,提高整个电池组的寿命,平滑瞬时电流的影响,从而提高电池效率,从而提高车辆性能的电动汽车。
国内电池管理系统出名制造商,如派可德、冠拓、力高、亿能等其他公司的产品在国内电动车市场已经是必不可少的存在,产品的作用是进行电池工作状态参数监测充放电管理、SOC估计,如电动机控制器和通信功能,但在一个平衡的管理和热管理有一定的局限性,以及SOC估算存在一定的误差。总的来说,中国的电池管理技术已经取得了很大的进步,但与国外电池管理技术比较，还需要更大的努力去完善。
1.3 本论文的研
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 本论文的研究内容 3
2 电池管理系统的组成结构及原理 3
2.1 电池管理系统的结构 3
2.2 电池管理系统原理 6
3 电池管理系统硬件总体设计 6
3.1 硬件的总体方案 6
3.2 中央控制单元 7
3.3 电池状态信息采集电路 9
3.4 A/D保护电路 11
3.5 CAN通讯接口设计 12
4 电池管理系统软件总体设计 13
4.1 软件总体流程框图 13
4.2 系统子程序设计......................................................15
4.3 软件温度采集子程序调试 21
结论 24
致谢 25
参考文献 26
1 绪论
1.1课题的研究背景及意义
现如今汽车尾气污染已经十分严重,主要是由于那些使用石油作为驱动力的汽车尾气排放。这样不仅给环境带来了压力，石油也所剩无几。为了解决这一现象，于是采用了其他能源来代替石油作为驱动能源，其中有电力作为能源，燃料替代，以及动力混合技术等。电力驱动主要以纯电动汽车为主要形式。而且纯电动汽车一定会成为未来汽车的主要产物。纯电动汽车与传统汽车两个进行对比时，可以发现，纯电动汽车
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
的研究背景及意义
现如今汽车尾气污染已经十分严重,主要是由于那些使用石油作为驱动力的汽车尾气排放。这样不仅给环境带来了压力，石油也所剩无几。为了解决这一现象，于是采用了其他能源来代替石油作为驱动能源，其中有电力作为能源，燃料替代，以及动力混合技术等。电力驱动主要以纯电动汽车为主要形式。而且纯电动汽车一定会成为未来汽车的主要产物。纯电动汽车与传统汽车两个进行对比时，可以发现，纯电动汽车转换效率高，而且价值低廉，而且这样对消费者来说也可以省去一比巨大的开销，毕竟电费也比石油便宜。还有一个重中之重的原因就是纯电动汽车结构简单，它没有发动机，然后采用的是电池驱动，因为它尾气中无污染，所以没有排气管。这样维修起来也方便很多。
纯电动汽车的优势在于节约能源，还有环境保护，这就是为嘛纯电动汽车代替了传统汽车最主要的原因。然而纯电动汽车的数目为嘛截至到目前为止还是很少，这里面的原因，我想大家都心知肚明。最主要的原因那就是作为能源的电池，这也解释了现在它的价值高的原因，它占了一辆车的40%左右的成本。所以为了很好的安全的利用这个昂贵的电池，这就要交给电池管理系统了。电池管理系统（BMS）实时检测汽车上的电池的各项数据，比如电压，电流还有温度。而且和可以计算出电池的剩余容量多少，还可以提高它的使用寿命。对电池组的热管理也有很大的作用。就电动车而言，对汽车数量的控制，安全监测和可靠性的提高具有很大的作用。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外电池管理系统的发展现状
国外典型的 BMS以及其功能的特性:
1 EV1 BMS功能和特性包括：单电池电压监测;电池组电流分流器采样高压保护;降低汽车的行驶性能;高压电源保护;以电池组的平均特性充电等;
2. BatOpt系统是也是一个分布式系统，它是由两个总线控制的。包括中央控制单元（MCU）和监控模块。将信息传输到MCU每节电池的让其能够正常工作，MCU收集信息后，优化电池控制;
3. BADICOaCH系统的主要特点：采用了非线性电路以测量每个电池单元的电压，并通过一个信号线来发送每个单体电池的电压的系统;显现最差的单体电池SOC ,;存储历史数据，充放电循环周期，并通过这些数据来确定电池以及快速检索错误电池使用等工作状态;
4. BATTNIAN BMS把各种各样的动力电池联系在一起，找出共同特性，它最主要的优点是：根据硬件跳线的变化，选择更好参数的软件，来支配各式各样的电池组。
最近这几年里，伴着人们对于纯电动汽车的需求，国外好多就汽车电池进行了一系列的实验及探讨。具有显著代表的比如：德国MentzerEleetronie公司和研究致力于merRetzlaff BAnICHEQ主导设计系统和BAnxCOACH系统;德国B.Hauck 对于BATTMAN系统的设计;美国通用汽车公司生产电动车EVI电池管理系统; Aerevironlnent公司在美国smartGuadr系统（长清LifeBatt UsingIntelligentModularControlsystem）; AePropulsion公司在美国被称为BatOPt高性能的电池管理系统的发展;日本的丰田混合动力汽车系统。在美国的高级纯电动汽车的电控制系统，以适应不同的工作条件下，纯电动汽车的属性不同，它所接受的电流就不一样大，每一个状态对应了每一个电流。所以国外对于这个研究还是非常透彻的。
1.2.2 国内电池管理系统的发展现状
纯电动汽车在我国也得到了一个快速的发展，尤其是对BMS的研究，以及探讨各式各样的电池与如何增加电池的安全性进行研究。这这些方面得到了前所未有的成功。并且慢慢的与发达国家处于同一水平线上了。就电池管理系统的发展，我国的汽车电池厂商和一些供应商研究了一下几个项目：
1．就如何增加电池的稳定性和精度动态参数采集;
2．汽车电池SOC估计；
3.探讨各式各样的电池模型;
4.研究电池均衡控制;
5.BMS充电机可以通信
研究电动汽车电池管理系统最重要的在于如何了解每个电池的状态,和相应的电池管理,合理分配系统的能量以维持电池的一致性,提高整个电池组的寿命,平滑瞬时电流的影响,从而提高电池效率,从而提高车辆性能的电动汽车。
国内电池管理系统出名制造商,如派可德、冠拓、力高、亿能等其他公司的产品在国内电动车市场已经是必不可少的存在,产品的作用是进行电池工作状态参数监测充放电管理、SOC估计,如电动机控制器和通信功能,但在一个平衡的管理和热管理有一定的局限性,以及SOC估算存在一定的误差。总的来说,中国的电池管理技术已经取得了很大的进步,但与国外电池管理技术比较，还需要更大的努力去完善。
1.3 本论文的研
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