动力电池管理系统的设计与实现

随着电动汽车的不断发展,电动汽车的安全行驶已成为全世界人民关注的焦点,而电动汽车的电池管理系统作为其三大关键技术之一也日益受到各学者和电动汽车厂商的重视。本文针对电动汽车中的电池管理系统,分别对系统硬件模块、系统软件及系统测试三个方面进行了分析与研究,主要展开了一下几方面的工作。 首先,对电池管理系统功能进行详细的分析,针对所要实现的电池管理系统功能,提出了整个电池管理系统模块化的结构设计。该系统包括三个单元,分别为电池控制单元(BCU)、电池检测单元(BMU)及高压检测单元(HMU)。同时,针对电池检测单元中单体电池电压检测以及电池均衡技术,本文分析了几种典型的检测方法,根据分析的结果给出电路设计。针对温度检测技术,分别对温度传感器和热敏电阻采集温度进行了板级验证,得出结论。针对高压检测单元中的电流检测以及总电压检测技术,系统采用霍尔器件,提高检测精度。针对绝缘检测技术,研究了目前几种典型的绝缘检测方法,改进提出了交流法绝缘检测,提高系统性能。 其次,电池管理系统软件方面,设计系统嵌入式软件架构和系统内部CAN通信。对单体电池电压采集、电流采集、温度采集、绝缘检测以及底层驱动软件进行了深入分析和模块化设计。针对本系统使用的微控制器,设计了基于CAN的Bootloader程序,实现了系统软件的在线升级功能。另外,本文基于LabBVIEW设计开发了一套与系统配套的上位机监控软件,通过上位机监控界面能实时监控电池的各种参数,并对参数进处理、显示和保存等。 最后,为了验证所设计电池管理系统的基本功能和单体电压检测、电流检测、温度检测以及绝缘检测的系统性能,分别针对高压检测单元和电池检测单元搭建测试环境进行功能和性能测试。测试结果表明个检测模块能达到动力电池管理系统的功能和性能要求。