KINCO總線(xiàn)型觸摸屏在蓄電池監控單元上的應用

一、概述

　　汽車(chē)是現代社會(huì )的重要交通工具，為人們提供了便捷、舒適的出行服務(wù)，然而傳統燃油車(chē)輛在使用過(guò)程中產(chǎn)生了大量的有害廢氣，并加劇了對不可再生資源石油的依賴(lài)。作為能源消費大國，我國形勢更為嚴峻，能源大量進(jìn)口危及到國民經(jīng)濟正常運行和國家能源安全。在環(huán)境方面，交通能源消耗也是造成局部環(huán)境污染和全球溫室氣體排放的主要原因之一。

　　為了應對全球能源危機和氣候變化，近年來(lái)世界各國紛紛加速推進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的轉型升級，電動(dòng)汽車(chē)作為傳統燃油汽車(chē)的替代方案逐漸成為研究熱點(diǎn)。但是電池及電池管理卻是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的瓶頸，在電池自身容量已經(jīng)確定的情況下，對電池組有效地監控、管理，成為延長(cháng)電池組使用壽命，從而提升電動(dòng)汽車(chē)續行里程的重要手段。

　　本文結合汽車(chē)電子行業(yè)的特點(diǎn)，主要介紹了KINCO總線(xiàn)型（CAN總線(xiàn)）觸摸屏在蓄電池監控單元上的應用(BMS)。

二、系統結構

　　1、電動(dòng)汽車(chē)原理

　　全部或部分由電機驅動(dòng)、并配置大容量電能儲存裝置的汽車(chē)統稱(chēng)為電動(dòng)汽車(chē)，包括純電動(dòng)汽車(chē)（PEV）、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(HEV)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)(FCV)三種類(lèi)型。純電動(dòng)汽車(chē)是完全由可充電電池提供動(dòng)力源，并以電動(dòng)機與電機控制系統驅動(dòng)的汽車(chē)。

　　蓄電池為電動(dòng)汽車(chē)的驅動(dòng)電動(dòng)機提供電能，電動(dòng)機將電源的電能轉化為機械能，通過(guò)傳動(dòng)裝置或直接驅動(dòng)車(chē)輪和工作裝置。純電動(dòng)汽車(chē)原理圖（見(jiàn)圖1）。

　　圖 1 純電動(dòng)汽車(chē)原理圖

　　2、電池管理系統（BMS）

　　BMS電池管理系統(Battery Management System或Battery Control Unit)是指用來(lái)對電池組進(jìn)行安全監控、有效管理的軟硬件設備，系統包括自我診斷、數據采集、充放電管理、均衡充電、熱量管理、安全管理、數據通信、電池監控、異常報警、異常保護、顯示剩余容量(SOC，State of Charge，電池充電狀態(tài)估算是電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統的重要功能，準確有效的SOC估算對推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)核心技術(shù)的發(fā)展具有重要意義），電池健康狀況(SOH)等功能；還根據電池的電壓電流及溫度用算法控制最大輸出功率以獲得最大行駛里程、以及用算法控制充電機進(jìn)行最佳電流的充電，通過(guò)CAN總線(xiàn)接口與車(chē)載總控制器、電機控制器、能量控制系統、車(chē)載顯示系統等進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。圖 2為BMS基本結構圖。

　　圖2 BMS基本結構

　　電池管理系統是電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)技術(shù)中較為重要的一部分，其優(yōu)劣可以促進(jìn)或者限制電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，因此對BMS的研究就顯得尤為重要。

三、KINCO總線(xiàn)型HMI（MT5423T-CAN）特點(diǎn)

　　人機界面作為人與機器之間傳遞、交換信息的媒介而被應用于各行各業(yè)，步科總線(xiàn)型HMI HMI以其穩定的性能以及集成CAN總線(xiàn)等特點(diǎn)被電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)客戶(hù)所關(guān)注，并獲得良好的應用體驗。

　　1、CAN總線(xiàn)接口功能。CAN總線(xiàn)作為解決現代汽車(chē)中的控制與測試儀器之間的數據交換而廣泛的應用在汽車(chē)行業(yè)，而基于CAN總線(xiàn)的SAE J1939協(xié)議更是在卡車(chē)及客車(chē)行業(yè)得到廣泛應用，步科公司根據客戶(hù)需求，在自主開(kāi)發(fā)的EV5000軟件中集成了SAE J1939協(xié)議（圖3）。

　　圖 3 EV5000組態(tài)軟件

　　2、 集成了SD卡及USB HOST接口。純電動(dòng)大巴汽車(chē)采用單體電池多達上百節，有的甚至更多，而這些單體及電池組的電壓、溫度等參數必須實(shí)時(shí)的采集及存儲，普通的觸摸屏內部存儲空間遠遠不夠，MT5423T-CAN通過(guò)外部SD卡（8G）可以存儲大量數據。

　　3、 高亮度，高分辨率。高達800*600的分辨率可以清晰的顯示各種參數及圖片。

　　4、 高達520MHz的CPU以及嵌入式操作系統可以快速的處理大量數據。