鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量：0次 | 2021年12月23日
KINCO總線型觸摸屏在蓄電池監(jiān)控單元上的應(yīng)用
一、概述
汽車是現(xiàn)代社會的重要交通工具，為人們供應(yīng)了便捷、舒適的出行服務(wù)，然而傳統(tǒng)燃油車輛在使用過程中出現(xiàn)了大量的有害廢氣，并加劇了對不可再生資源石油的依賴。作為能源消費(fèi)大國，我國形勢更為嚴(yán)峻，能源大量進(jìn)口危及到國民經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)行和國家能源安全。在環(huán)境方面，交通能源消耗也是造成局部環(huán)境污染和全球溫室氣體排放的重要原因之一。
為了應(yīng)對全球能源危機(jī)和氣候變化，近年來世界各國紛紛加速推進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，電動(dòng)汽車作為傳統(tǒng)燃油汽車的替代方法逐漸成為研究熱點(diǎn)。但是電池及電池管理卻是制約電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸，在電池自身容量已經(jīng)確定的情況下，對電池組有效地監(jiān)控、管理，成為延長電池組使用壽命，從而提升電動(dòng)汽車?yán)m(xù)行里程的重要手段。
本文結(jié)合汽車電子行業(yè)的特點(diǎn)，重要介紹了KINCO總線型（CAN總線）觸摸屏在蓄電池監(jiān)控單元上的應(yīng)用(BMS)。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1、電動(dòng)汽車原理
圖1純電動(dòng)汽車原理圖
2、電池管理系統(tǒng)（BMS）
BMS電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem或BatteryControlUnit)是指用來對電池組進(jìn)行安全監(jiān)控、有效管理的軟硬件設(shè)備，系統(tǒng)包括自我診斷、數(shù)據(jù)采集、充放電管理、均衡充電、熱量管理、安全管理、數(shù)據(jù)通信、電池監(jiān)控、異常報(bào)警、異常保護(hù)、顯示剩余容量(SOC，StateofCharge，電池充電狀態(tài)估算是電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的重要功能，準(zhǔn)確有效的SOC估算對推動(dòng)電動(dòng)汽車核心技術(shù)的發(fā)展具有重要意義），電池健康狀況(SOH)等功能；還根據(jù)電池的電壓電流及溫度用算法控制最大輸出功率以獲得最大行駛里程、以及用算法控制充電機(jī)進(jìn)行最佳電流的充電，通過CAN總線接口與車載總控制器、電機(jī)控制器、能量控制系統(tǒng)、車載顯示系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。圖2為BMS基本結(jié)構(gòu)圖。
圖2BMS基本結(jié)構(gòu)
電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車相關(guān)技術(shù)中較為重要的一部分，其優(yōu)劣可以促進(jìn)或者限制電動(dòng)汽車的發(fā)展，因此對BMS的研究就顯得尤為重要。
三、KINCO總線型HMI（MT5423T-CAN）特點(diǎn)
人機(jī)界面作為人與機(jī)器之間傳遞、交換信息的媒介而被應(yīng)用于各行各業(yè)，步科總線型HMIHMI以其穩(wěn)定的性能以及集成CAN總線等特點(diǎn)被電動(dòng)汽車行業(yè)客戶所關(guān)注，并獲得良好的應(yīng)用體驗(yàn)。
1、CAN總線接口功能。CAN總線作為解決現(xiàn)代汽車中的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而廣泛的應(yīng)用在汽車行業(yè)，而基于CAN總線的SAEJ1939協(xié)議更是在卡車及客車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，步科公司根據(jù)客戶需求，在自主開發(fā)的EV5000軟件中集成了SAEJ1939協(xié)議（圖3）。
圖3EV5000組態(tài)軟件
2、集成了SD卡及USBHOST接口。純電動(dòng)大巴汽車采用單體電池多達(dá)上百節(jié)，有的甚至更多，而這些單體及電池組的電壓、溫度等參數(shù)必須實(shí)時(shí)的采集及存儲，普通的觸摸屏內(nèi)部存儲空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，MT5423T-CAN通過外部SD卡（8G）可以存儲大量數(shù)據(jù)。
3、高亮度，高分辨率。高達(dá)800*600的分辨率可以清晰的顯示各種參數(shù)及圖片。
四、監(jiān)控界面設(shè)計(jì)
本方法客戶采用6個(gè)數(shù)據(jù)采集板及一個(gè)主控板，通過CAN總線對電池電壓和溫度等信息進(jìn)行高速采集，從而了實(shí)現(xiàn)電池的高效率均衡。電池的電壓/電流和溫度、電池的健康狀況和剩余電流的估算以及故障報(bào)警信息等全部通過HMI進(jìn)行圖文顯示。
1、主控界面
觸摸屏的主監(jiān)控畫面可以設(shè)計(jì)為多國語言顯示，在整個(gè)監(jiān)控畫面上可以監(jiān)測到電池的總電壓及總電流，可以監(jiān)測到電池荷電狀態(tài)（SOC）等信息；點(diǎn)擊其它按鈕進(jìn)入相應(yīng)界面，例如點(diǎn)擊“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢”按鈕，則可以觀察到電池具體時(shí)刻的各種數(shù)據(jù)值。
2、數(shù)據(jù)采集界面
在主控界面點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集按鈕可以進(jìn)入每組電池模塊的溫度及電壓監(jiān)控界面，在監(jiān)控界面可以方便的監(jiān)控到每個(gè)單體電池的電壓情況。每組電池模塊有20個(gè)單體電池，溫度傳感器對每5節(jié)電池進(jìn)行測溫，所以在每個(gè)數(shù)據(jù)采集界面可以看到20個(gè)單體電池電壓和4個(gè)溫度值的數(shù)據(jù)采集值，當(dāng)溫度或者電壓出現(xiàn)異常時(shí)，監(jiān)控會自動(dòng)進(jìn)入故障報(bào)警界面。
3、故障報(bào)警界面
進(jìn)入故障報(bào)警界面，要顯示40個(gè)故障代碼（故障碼由HMI接收到的5個(gè)字節(jié)確定，每個(gè)bit對應(yīng)一個(gè)故障碼，該位為1，則報(bào)警，為0，解除報(bào)警）。報(bào)警信息重要有：放電電流過流報(bào)警、電壓報(bào)警信息、充電電流信息報(bào)警以及CAN報(bào)文接收超時(shí)報(bào)警等信息。
五、總結(jié)
MT5423T-CAN在電動(dòng)大巴行業(yè)的應(yīng)用，充分的發(fā)揮了其穩(wěn)定的性能、開放靈活的CAN總線以及大量數(shù)據(jù)存儲等特點(diǎn)，目前產(chǎn)品在客戶客車上運(yùn)行穩(wěn)定。隨著國家對新能源行業(yè)的大力支持，電動(dòng)汽車行業(yè)在未來的發(fā)展將會提快速度，步科公司將再接再厲，為客戶開發(fā)出更好、性價(jià)比更高的HMI系列產(chǎn)品。
