電池管理系統在奧運電動(dòng)大巴中的設計應用

　　1.在電路上、掉電及異常時(shí)產(chǎn)生一個(gè)長(cháng)達200ms 的復位信號。

　　2.有一個(gè)獨立的看門(mén)狗。當1.6s 以上沒(méi)觸發(fā)看門(mén)狗輸入時(shí)，看門(mén)狗輸出變低。

　　3.有一個(gè)1.25V 的電壓門(mén)檻檢測器，用于掉電報警、電池欠壓或監控高于5V 的電壓。

　　4.一個(gè)低電平有效的手動(dòng)復位輸入，用以實(shí)現手動(dòng)復位功能。

　　3.5 顯示部分設計

　　顯示部分主要作用是方便用戶(hù)和電池管理系統的交互操作。通過(guò)顯示結果，讓用戶(hù)對蓄電池組的工作狀態(tài)有一個(gè)清晰的了解。

　　顯示部分主要由液晶器件來(lái)完成。選用16*16 點(diǎn)陣顯示中文漢字或字符，以每行八個(gè)字每屏四行共32 個(gè)中文漢字進(jìn)行顯示。所以采用的相關(guān)芯片應該是12864 型?？紤]到本設計最常顯示的字符并不多，只有四十多個(gè)，所以決定選用不帶字庫液晶器件，自行對將要顯示的字符進(jìn)行編碼。

　　3.6 電壓檢測模塊設計

　　從電池組將各組電壓通過(guò)接線(xiàn)引出，經(jīng)過(guò)濾波后，利用光控繼電器進(jìn)行選擇，通過(guò)電壓檢測芯片MAX111 進(jìn)行A/D 轉換，后輸出，完成電壓檢測功能。

　　管理系統采用光電繼電器的逐節電壓切入的檢測結構，電池電壓的具體測量過(guò)程為：例如想要測量電池B1 的電壓，則閉合開(kāi)關(guān)S1(其余開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi))，這時(shí)候Vin=VB1，經(jīng)過(guò)雙積分A/D 轉換芯片將模擬;下一時(shí)間，需要測量B2 的電壓，這時(shí)只需要先斷開(kāi)S1，然后閉合S2，此時(shí)Vin=VB2。依次類(lèi)推，依次可測量其它電池的電壓，并且此種測量方法各個(gè)電池互相獨立，不存在誤差累積的問(wèn)題，所以測量精度更高。另外，高壓電池側和低壓CPU 側隔離，避免了高壓側對低壓側的威脅。

　　3.7 電源變換模塊

　　霍爾元件的供電電壓為5V，因為霍爾元件的信號是反饋到驅動(dòng)元件上，所以霍爾元件的供電電壓應該在驅動(dòng)部分由24V 直接轉換，系統的外加引入電源是24V，在通過(guò)DC/DC 變換器與控制部分電源完全隔離后，通過(guò)電壓轉換即可得到5V電壓。

　　4 通訊接口設計

　　4.1 通訊方式簡(jiǎn)介

　　單片機與終端計算機的通用接口從類(lèi)型上講主要有兩種，有線(xiàn)通訊最常見(jiàn)的有232 和485 通訊。RS-485主要適用于遠距離，功率損耗較大的場(chǎng)合。本測量系統一般來(lái)說(shuō)多應用于工業(yè)場(chǎng)合，環(huán)境惡劣，干擾較強，多采用遠距離抄表，RS-485優(yōu)異的抗干擾特性和遠距離傳輸能力就成為本設計的首選。

　　4.2 通訊方式的選用

　　從機掛在RS485 總線(xiàn)上，采用半雙工工作方式。因為從機采用單片機MC9S12D64，其引腳為T(mén)TL 電平, 串行接口電路由于RS485 信號電平與單片機信號電平(TTL 電平)不一致,因此，采用RS485 標準時(shí),必須進(jìn)行信號電平轉換。本設計中選用MAXIM 公司生產(chǎn)的MAX485 芯片將TTL 電平轉換為RS485 電平。

　　4.3 光耦隔離模塊的應用

　　為提高工作可靠性，整個(gè)系統電路由24V 變換后的單獨5V 電源供電，各路信號全部采用光耦隔離輸出，杜絕電聯(lián)系，提高了抗干擾能力。由于信號的高低電平變化不頻繁，在從控制質(zhì)量和成本兩方面考慮的前提下，我們采用TI 公司的高速光耦6N137 和Toshiba 公司的低成本光耦TLP521-1 作為信號的隔離芯片，為了保持邏輯的清晰，光耦設計采用同相邏輯。

　　5 結論

　　本文以奧運鋰電池為實(shí)驗對象，專(zhuān)門(mén)設計了適用于車(chē)載電池管理系統的硬件構成，包括MCU,數據存儲，電壓檢測，顯示，通訊部分等，并搭建了整個(gè)BMS 的硬件框架。通過(guò)分析奧運會(huì )期間采用BMS 的電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際運行狀況，文中提出的電池管理系統性能穩定、可靠性好、檢測精度高，優(yōu)點(diǎn)顯著(zhù)。