1目標車型與動力電池組的基本參數(shù)
本文研究的電池管理系統(tǒng)所針對的目標車型是一款高速電動輪車,該車采用了先進的新型輪轂電機式驅(qū)動系統(tǒng),配備了相應的電機控制器和制動能量回收裝置,使用額定電壓為76.8V的磷酸鐵鋰電池組提供電量,并同時為車上所有電子電器設備供電。其主要技術參數(shù)如表1所示。高速電動輪車所搭載的動力鋰電池組的基本參數(shù)如表2所示。
表1 電動車技術參數(shù)
表2 動力電池組基本參數(shù)
2 高速電動輪車 BMS 的功能匹配
本文所研制的高速電動輪車所設計出來的電池管理系統(tǒng),其功能示意圖如圖1所示,主要具備以下五種功能:
圖1 高速電動輪車功能示意圖
?、匐姵貐?shù)采集功能。主要包括:各電池包的端電壓監(jiān)測和溫度監(jiān)測,電
池組總電壓和干路充放電電流的監(jiān)測,以及對充放電狀態(tài)的監(jiān)測等。
?、陔姵豐OC估算功能。 要求該系統(tǒng)能夠根據(jù)所采集的電壓、電流和溫度值等相關參數(shù),以一定的SOC估算策略估算出電池組的剩余電量。
?、蹟?shù)據(jù)顯示與報警提示功能。要求該系統(tǒng)能夠?qū)崟r顯示出電池組的總電壓、剩余電量、電池箱溫度和故障信息,并且可通過聲光報警設備將危急情況進行及時報警,給予駕乘人員快速高效的信息反饋。
?、芄收显\斷與保護功能。主要針對各電池包和整個電池組所出現(xiàn)的過充放電、電流過大、溫度過高以及短路等情況進行判斷,能夠及時采取保護措施。
⑤信息通信與數(shù)據(jù)存儲功能。該功能既包括各電池參數(shù)采控制單元與主控單元之間的數(shù)據(jù)交換,也包括主控單元與整車控制器或上位機之間的信息通訊,以及及時存儲動力電池組在工作過程中的重要信息,為系統(tǒng)的后期升級與維護工作提供保障。
3 高速電動輪車BMS的總體結(jié)構(gòu)方案
目前常見的電動汽車BMS按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次的不同一般分為:分布式管理型、集中式管理型和集中-分布式管理型。其中,分布式管理型針對每個單體電池都進行特殊管理,成本極高且維護困難;集中式管理型則將整個電池組視為一體,數(shù)據(jù)采集不全面,處理結(jié)果準確度較低。而根據(jù)前文內(nèi)容可知,高速電動輪車搭載的動力電池組是由六個電池包串聯(lián)構(gòu)成,每個電池包又由12個單體鋰電池按照四串-三并的方式組合而成。所以,為了盡可能實現(xiàn)系統(tǒng)對每個電池包的準確測量和精細化管理,并使系統(tǒng)的制造成本相對較低,本文設計的高速電動輪車 BMS采用集中-分布式管理型結(jié)構(gòu),其總體結(jié)構(gòu)方案如圖2所示。
圖2 電動輪車BMS總體結(jié)構(gòu)方案
依據(jù)集中-分布式管理型結(jié)構(gòu)的特點,該系統(tǒng)為每個電池包配置一塊擁有獨立數(shù)據(jù)處理單元的電池參數(shù)采集板,各采集板將采集到的信號進行處理后,通過SPI通信將相關數(shù)據(jù)發(fā)送給電池管理系統(tǒng)的主控單元,主控單元則對這些數(shù)據(jù)進行集中處理并繼續(xù)實現(xiàn)系統(tǒng)的其它功能。同時,本文在該電池管理系統(tǒng)中設有標準的CAN總線通訊接口,采用的CAN V2.0B active 通信協(xié)議標準可完全兼容高速電動輪車的其它電控單元上已有的CAN通信協(xié)議,并且在配合使用CAN接口卡的情況下,該接口還能實現(xiàn)電池管理系統(tǒng)與上位機之間的數(shù)據(jù)交換,使后期的系統(tǒng)維護與升級工作更容易實現(xiàn)。
(審核編輯: 滄海一土)
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