1BMS系统模型
1.1显示模块显示模块主要用于提供用户查看系统运行状态数据，向用户进行报警提示等作用。除此之外，显示模块还具有系统参数设定功能。1.2上位机模块上位机模块主要用于实现历史数据的导出功能。同时提供用户对历史数据的分析功能。最后，还应该提供系统参数设定功能，以U盘为传输媒介向主控模块提供系统参数信息。1.3均衡模块充电电池存在使用寿命问题，长期不均衡的使用电池会造成部分电池寿命下降的问题，从而影响整个电池系统的运行。均衡模块实现当电池箱内电池电压不一致超过规定值时（及长期消耗部分电池的电量），在充电电流小于一定值后，可自动对电池进行均衡，保证各电池之间使用量的均衡。1.4采集模块采集模块实现对电池组进行电压、电流、温度的采集工作。整个管理系统由多个采集模块功能，每个采集模块用于控制一个电池组，可测量16节电池端电压及16个测量点温度和1路风扇控制，安装在每个电池箱内。
2BMS系统实现
2.1元器件选型处理器芯片：R8C/23群瑞萨单片机。电压采集：ADS1146IPW数模转换器。温度采集：CD4051BM。均衡控制：74HC595。CAN通信：SN65HVD1050。U盘读写：CH376。显示屏：DMT80480T070_18WT液晶触摸屏。语音报警：WTH080，LM386。2.2硬件设计由于电动汽车用电环境复杂，有很强的电磁干扰从而影响信号在线检测与控制系统的正常工作。为了减小电磁干扰采取如下措施：（1）在瑞萨单片机和CAN总线收发器之间加入高速光耦隔离器，同时增加共模电感，热敏电阻等保护措施，电路图如图2所示；（2）为了避免底线窜扰问题，将单片机工作电源与电动车电源地线进行隔离；（3）数字温度传感器使用屏蔽电缆封装，并将屏蔽地搭铁，CAN总线选用屏蔽双绞线；（4）PCB板制作尽量加大线间距，以降低导向间的分布电容并使其导向垂直，以减小磁场耦合，减小电源线走线有效面积及选用性价比高的器件等。2.3软件设计在SOC的估算上采用的是现在比较成熟的方法。根据电动汽车的工作状态（驾驶、静置、充电），分别采用安时法、开路电压法进行SOC估算，在采用安时法简单有效的基础之上，在特定条件下采用加权安时法进行SOC校正，消除安时法带来的累计误差。在软件设计过程中采用了多种抗干扰设计：数字滤波算法、冗余法、软件陷阱发、看门狗等技术，防止程序失序，保证系统正常运行。
3结束语
自系统软硬件完成整体设计与实现后，当前BMS系统已经在某品牌的纯电动汽车上进行了系统测试。到目前为止，系统运行流畅，能够正确的采集到电池的电压、温度、电流等数据信息，虽然与手动测试的结果存在一定的误差，但误差值范围在可接受范围内，对系统正常运行的影响可以忽略。系统能够根据采集到的数据动态监测系统运行过程，及时向用户反馈汽车运行动态，并能分析提示汽车运行过程中出现的与电池系统相关的故障，从而保证汽车在驾驶过程中的安全性。在系统设计与实现的过程中，考虑到系统运行的时间消耗，在SOC估算过程中应用的算法比较简单，下一步的研究内容是在时间消耗和结果准确性方面进行折中，应用更先进的SOC估算算法，提高电池剩余电量估算的准确性，为用户提供更加准确的信息。
作者：任轲颀 姜畅 单位：哈尔滨理工大学 计算机科学与技术学院 网络工程系
相关专题：笨办法学python第四版 婴幼儿早期教育与保健
