1前言

目前，能源緊張已經(jīng)成為推動(dòng)世界電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的源動(dòng)力，隨著電動(dòng)汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，，對(duì)作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵零部件之一的蓄電池管理系統(tǒng)也提出了更高的要求。在北京2008奧運(yùn)電動(dòng)公交專線的運(yùn)營服務(wù)中，北京交通大學(xué)研制的應(yīng)用于奧運(yùn)純電動(dòng)大巴上的電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem，BMS)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)車載動(dòng)力蓄電池狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，圓滿保證了電動(dòng)大巴的安全運(yùn)行。該電池管理系統(tǒng)具備單體電壓測(cè)量、溫度控故障、在線分析、故障定位、電池荷電狀態(tài)估測(cè)、顯示、故障輸出、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。它還可應(yīng)用在采用蓄電池作為動(dòng)力源或者后備電源的場(chǎng)合，如混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、機(jī)車、公用電話網(wǎng)等。

2電池管理系統(tǒng)的工作過程及特點(diǎn)

電池管理系統(tǒng)的重要功能可以分為以下五個(gè)部分：

1.單箱電池電壓的采集;

采用光電繼電器的逐節(jié)電壓切入的檢測(cè)結(jié)構(gòu)，解決了共地的問題，防止了電阻分壓式的誤差累積的缺點(diǎn)，確保電壓測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。利用手動(dòng)檢測(cè)模塊中的MAX111實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸送到CpU中進(jìn)行分析。

2.電池管理測(cè)控模塊的參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)讀取;

通過RS-485總線使電池管理系統(tǒng)的測(cè)控模塊與手動(dòng)檢測(cè)模塊的CpU相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)控模塊的參數(shù)設(shè)置，同時(shí)還可以將測(cè)控模塊測(cè)量到的數(shù)據(jù)讀取到CpU中。

3.檢測(cè)電池管理系統(tǒng)是否正常和電壓測(cè)量精度;

手動(dòng)檢測(cè)模塊可以通過LCD將檢測(cè)結(jié)果，例如電池電壓，電池組溫度等顯示出來，方便用戶與電池組的sharp高亮液晶顯示結(jié)果進(jìn)行比較，判斷出電池管理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以利于有效的完成對(duì)電池組的管理。

4.顯示功能;

電壓檢測(cè)的結(jié)果輸送到CpU后會(huì)存儲(chǔ)到E2pROM，同時(shí)也可以在顯示屏上顯示出來，方便用戶使用。

5.為電池管理測(cè)控模塊供應(yīng)電源;

電動(dòng)汽車可供應(yīng)24V供電電源，變化范圍18~32V，所以電池管理系統(tǒng)的工作電源均由此得到。在手動(dòng)檢測(cè)模塊中，可以通過電源變換部分將24V變5V，然后經(jīng)過電源隔離部分實(shí)現(xiàn)DC-DC隔離，就可以為測(cè)控模塊供應(yīng)電源。

3硬件電路的設(shè)計(jì)

本章將以作者的實(shí)際工程開發(fā)為基礎(chǔ)，著力講述系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，及其整體功能的協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)。

3.1管理系統(tǒng)的總體硬件構(gòu)造

系統(tǒng)的硬件框圖如下：

圖3.1電池管理系統(tǒng)的硬件框圖

3.2MCU的應(yīng)用設(shè)計(jì)

采用的MC9S12A64CpV是屬于Motorola公司的HCS12系列，HCS12是繼HC12系列之后推出的16位MCU，軟件兼容HC11。HCS12系列功能性很強(qiáng)，在智能化儀器儀表，通信設(shè)備，家用電器等領(lǐng)域，特別是在便攜式，智能化的設(shè)備和自控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分設(shè)計(jì)

檢測(cè)模塊在工作中要記錄一些重要信息和運(yùn)行結(jié)果，如單體電池電壓，溫度等，在電動(dòng)汽車使用過程中記錄的電池組運(yùn)行數(shù)據(jù)也要從存儲(chǔ)器中讀取、寫入，備份到pC機(jī)數(shù)據(jù)庫中，便于日后對(duì)電池進(jìn)行分析和*價(jià)。這些信息存儲(chǔ)的準(zhǔn)確性和可靠性直接反映了系統(tǒng)整體的準(zhǔn)確性和可靠性。要求在任何情況下，如上電、掉電、各種干擾等，記錄的各種數(shù)據(jù)均不能改變。通行的辦法是考慮使用防掉電RAM或EEpROM。防掉電RAM要電池，成本較高，且電磁兼容性能差。所以選擇串行EEpROM作為數(shù)據(jù)記錄單元，其重要衡量指標(biāo)有接口方式、容量、擦寫次數(shù)以及抗干擾能力等。

3.4硬件看門狗設(shè)計(jì)

看門狗技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過已知的循環(huán)設(shè)按時(shí)間，則強(qiáng)迫程序返回到0000H入口處，使程序重新開始。

本板設(shè)計(jì)的看門狗電路采用的是MAX公司的專用集成微處理器監(jiān)控復(fù)位電路MAX706。

MAX706系列mp監(jiān)控芯片能實(shí)現(xiàn)以下四方面的功能：