基于分布式系统的电动汽车电池管理系统研究

随着能源消耗的增加和石油资源的减少,新能源汽车的发展越来越受到各国政府和各大汽车公司的重视,竞相投资研发新技术。其中,纯电动汽车是新能源汽车研究的主要方向。电池管理系统(BMS)作为动力电池组管理和保护的核心部件,成为各研究机构的攻关对象。本课题的主要任务是研究BMS的高压监控、高低压混合信号处理、温度监测和CAN总线网络通信。 本文在分析研究国内外公开文献中的BMS基础上,根据项目的技术要求,设计了一套新的高压监控电路,有效地对高低压混合信号进行了处理,实现了分布式温度监测和内部、外部CAN总线网络通信。主要研究内容及成果如下: (1)放弃模拟多路开关监测方案,设计了新的高压监控电路。经过测试,系统能安全可靠地测量单节容量60Ah、总电压320V动力电池组单体电池电压,整个测量过程在120ms内完成,能够对电池组进行放电均衡处理。 (2)解决了高低压部分的混合信号处理问题,实现了子控制板高低压部分的信号隔离通信,提高通信的抗干扰能力。 (3)实现了对每个电池包的分布式多点温度监控,温度传感器可方便地扩充,能够在1s内完成所有温度点的测量。 (4)研究了BMS内部CAN总线网络的分布式系统数据传输,研究了BMS外部CAN总线接口与整车控制器的高速CAN总线通信。实现了10块子控制板通过内部CAN总线网络向主控制板的数据传输。 (5)研究了提高BMS硬件电路抗电磁干扰(EMI)的措施并进行了相关实验,结果表明:设计的BMS硬件电路能够在5kW功率驱动电机产生的电磁干扰环境中可靠工作。 通过一系列研究,设计的BMS子控制板能够稳定地对320V电池组进行监控,最大可监控不超过1000V的电池组,能够在一定的电磁干扰环境下进行CAN总线网络数据的高速传输,为后续的进一步研究奠定了基础。