設計并實現了一個新的鋰離子電池管理系統

電池傳導系統(管理系統,BMS),它包括技術和微機檢測,執行動態監控電池單元和電池操作情況下,可以準確地檢查電池剩余容量,電池充放電維護,最好的操作條件下,營運資金的下降,使用壽命。本文綜合了國內外一些先進的技術成果，設計并實現了一種新型的鋰離子電池管理系統。管理架構采用模塊化、分布式規劃，系統包括二級控制結構，即本地測量模塊和中央處理模塊。在此期間，中央處理模塊的重要功能是通過RS232接口與上位機進行通信，并通過CAN總線網絡方法與本地測量模塊進行連接。本地測量模塊的重要功能是數據采集(重要用于溫度、電流和電壓數據采集)、充放電控制、功率測量、單電池平衡以及使用CAN總線技術與中央處理模塊進行通信。

1.系統硬件規劃

本文所規劃的電池處理系統重要應用于電動汽車及部分水下設備，因此系統規劃應結構合理、技術先進、可擴展性強;系統各項參數的技術精度較高。因此，本電池管理系統的規劃應完成以下功能:

1)實時采集電池信息，包括電池組總電壓、單體電池電壓、充放電電流、溫度等參數;

2)剩余電量測量及顯示;

3)可供應數據傳輸接口，完成與CAN總線及上位機的通信;

4)良好的人機交互，系統安全可靠，抗干擾能力強。

2.本地測量模塊的硬件規劃

2.1電壓采集模塊

單體電池端電壓是計算剩余電池的重要依據，充放電方式的選擇，以及運行狀態的評價，所以監測電池組的前提是，要有合理的單體電池端電壓測量方法。但是由于電池組中電池數量較多，總電壓較高，對測量精度要求較高，因此實現功率測量較為困難。電壓監測計劃的工作原理如下:第一步,單片機控制多通道開關kn-1和kn-2(n1到7之間的數字),同步連接相應的電池兩端的電容,啟動電容器充電,并達到目的,電容電壓是相同的電池電壓;第二步是斷開MCU控制的kn-1和kn-2多路開關，關閉K1和K2開關，將其連接到MCU的A/D模塊進行測量。在測量時間時，根據防止電池端子電壓不穩定所形成的影響結果的考慮，模塊選擇了平均值測量的方法。該方法可以輕松使用微處理器內部的A/D單元，不添加A/D模塊評級，提高規劃效率，節約資金。通常在實際電路中，可以用繼電器來完成模擬開關。

2.2電流采集模塊

關于充放電過程中動態電流的測量，本文采用LEM公司的ltsr25-np電流傳感器。該元件是一個閉環多量程電流傳感器，根據霍爾效應進行補償，采用單極電壓法。具有測量精度高、無插入損耗、線性好、電流過載能力強等優點。25℃以下測量精度可達±0.2%。額定電流為25安培，最大可測電流為80安培。電流傳感器可以將充放電電流轉換成0~5伏的電壓信號，然后連接到單片機的A/D單元，測量充放電電流。