纯电动汽车电源管理系统设计毕业论文

纯电动汽车电源管理系统设计毕业论文内容摘要：

验验证等。 管理系统（ BMS）主要有以下几部分组成：数据采集单元（采集模块）、中央处理单元（主控模块 ）、显示单元、均衡单元检测部件（电流传感器、电压传感器、温度传感器、漏电检测）、控制部件（熔断装置、继电器）等组成。 中央处理单元由高压控制回路、主控板等组成，数据采集单元有温度采集模块、电压采集模块等组成，大部分将均衡模块与检测模块设计在一起，显示单元由显示板、液晶屏、键盘及上位机组成。 一般采用 CAN 现场总线技术实现相互间的信息通讯。 BMS 的主要工作原理可简单归纳为：首先数据采集电路采集电池状态数据，再由电子控制单元进行数据处理和分析，再根据分析结果对系统内的相关功能模块发出控制指令，向外界传递信息。 第 9 页 共 22 页 第三章 电池管理系统的设计 电池管理系统开发目标 电池组的管理包括对电池充放电时的电流、电压、放电深度、再生制动反馈的电流、电池组的自放电率、电池的温度等进行控制。 因为个别电池性能变化后，影响到整个电池组的性能，所以需要用电池管理系统对整个电池组和电池组每个个别电池进行监控，保持各个电池间的一致性。 技术指标 电池管理系统技术指标 和要求 见下表所示： 编号 项目 参数和要求 1. 电池类型 磷酸铁锂离子电池 2. 布置方式 分布式 3. 电压采样通道 100S 4. 从板数量 ≤ 4 5. 预充电时间 ﹤ 1S 6. 单体电池电压检测范围 0~5V 7. 单体电池电压采样精度 177。 10mV （ 25V） 8. 单体电池电压采样频率 30mS 9. 总电压测量范围 50V— 600V 10. 电压采样周期 200 mS 11. 总电压检测精度 %FSR 12. 温度测量范围 40~120℃ 13. 温度检测精度 177。 1 ℃ 14. 电流测量范围 300A~+300A 15. 电流采样周期 16. 电流检测精度 1%FSR 17. 电流零漂值 177。 18. SOC 估算精度 8% 19. SOH 估算精 度 4% 20. 外部 CAN 通道 2 个 第 10 页 共 22 页 21. 均衡功能 无 22. BMS 工作温度范围 25℃～ 85℃ 23. BMS 工作电压范围 8V～ 18V 24. BMS 控制板功耗 ≤ 4W 功能要求 （ 1）数据采集 定时采集电池组电压、动力母线电压、电池单体电压、动力母线电流、电池箱体各测试点温度、电池组冷却风道进风、出风口温度以及电池组正负极绝缘电阻，作为系统控制的参数依据。 （ 2）电池 SOC计算 SOC告诉驾驶员电池组剩余多少电量，还可以行驶多少里程； （ 3）电池 SOH计算 SOH告诉驾驶员电池组当前的健 康状态及使用寿命。 （ 4）电池组热管理 对于大功率放电和高温条件下使用的电池，电池的热管理尤为必要。 热管理的功能是使电池单体温度均衡，并保持在合理范围内，对高温电池进行冷却，对低温电池进行加热。 （ 5）电池组安全管理 实时监视电池电压、电流、温度、电池正负极动力母线绝缘电阻是否超过正常范围，防止电池系统过充、过放、过流、短路、绝缘失效（小于 500Ω/V ）等，特别是防止个别电池单体过放电，在必要时切断系统电路，保证整个系统的安全。 （ 6）电池组能量管理 以电流、电压、温度、 SOC为输入，控制电池充电过程；以 SOC和温度控制放电电流；电池单体之间存在差异，电池组的工作状态是由最差电池单体而决定的。 在电池组各个电池之间设置均衡电路使各个电池充放电的工作情况尽量一致。 （ 7） CAN通信功能 电池管理系统具备两路 CAN通讯能力，一路 CAN与车载充电器、快速充电机、电机控制器、仪表控制器、标定接口通讯，另一路 CAN与 BMS从机通讯，获得较高的可靠性。 根据应用需要，进行数据交换，满足实时监测和控制要求 （ 8）自检和诊断功能 第 11 页 共 22 页 当系统中某个传感器或者线路出现故障，系统应该能够辨识并提醒驾驶员。 电池管理系统架构及原理 电池管理系统构架如下图所示： BMS 主板车载充电器组合仪表 整车控制器电机控制器BMS 高压板BMS 从板 1 （ 40 S ） BMS 从板 2 （ 5 5 S ）维修开关B MS 内部 CANLB MS 内部 CANHBD U电池总正电池总负电池总压电池电流控制信号B MS 外部 CAN 1 _ LB MS 外部 CAN 1 _ H监控 、 标定和程序刷新接口B MS 外部 CAN 2 _ LB MS 外部 CAN 2 _ H电机 图 1 BMS构架图 电池管理系统架构如图 8所示，采用 1 块主板、一块高压板、两块从板；主板负责 SOC、 SOH估算、系统级安全控制、以及对内对外数据处理等；高压板负责电池组电压、绝缘电阻测量以及电流的采样；两个从板分别采样 40S和 55S电池单体电压、电池单体温度以及风机的控制。 电池管理系统原理如下图所示： 第 12 页 共 22 页 B M S 从 板 2F u s eF u s eP r e C R e l a yP _ M a i n R e l a yN _ M a i n R e l a yH e a t R e l a yFuseA _ S e n s o rB C _ S I _ NB C _ S I _ NH V B H V B +F r o m I n t e r n a l C A NH V P +H V P P r e C _ RH V P _ R e l a y _ D r v H V P r e C _ R e l a y _ D r v H V P T C _ R e l a y _ D r v H V N _ R e l a y _ D r v B M S _ P o w e rI G _ O nG N DI G _ O nV C UV C U _ F a i lB M S S DB M S FS A F E L I N EC A N _ HC A N _ LC A N _ S h i e l dV C U FB M S _ F a i lB M S _ S h u t d o w nS A F E L I N EE X _ C A N _ HE X _ C A N _ LE X _ C A N _ S h i e l dB D UH M UB C UC h a r g e rC h a r g e _ G n dC A N _ HC A N _ LC A N _ S h i e l dP C UC A N _ HC A N _ LC A N _ S h i e l dS A F E L I N EI n _ C A N _ HB M U _ P o w e r +I n _ C A N _ S h i e l dI n _ C A N _ LB M U _ P o w e r B M U _ P o w e r +B M U _ P o w e r I n _ C A N _ HI n _ C A N _ S h i e l dI n _ C A N _ LS S OC h a r g e _ c cC h a r g e _ c c 1C h a r g e _ c pC h a r g e _ c p 1H V C H A R G E _ R e l a y _ D r v B M S _ P o w e rC o o l i n g F a nH i g hL o wF a n H R e l a yF a n L R e l a yF a n _ LF a n _ HC h a r g e _ K e y 1整 车 接 口H V D C D C _ R e l a y _ D r v K _ S 2D C D C R e l a yB M S 从 板 1●●●●●●S _ C A N HC H A S S I S 1 2 VC A N _ S h i e l dS _ C A N LC H A S S I S G N DS _ C A N HC A N _ S h i e l dS _ C A N LV B 1V B 0V B 5 5V B 3V B 5 4V B 5 3●●●●●●S _ C A N HC H A S S I S 1 2 VC A N _ S h i e l dS _ C A N LC H A S S I S G N DS _ C A N HC A N _ S h i e l dS。