新能源汽车概论(ppt 37页)
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图是某电池管理系统的结构框图。
模块电压
液晶显示模块
电池总电压 电池电流
中
SOC估计
央
处
理
器
控制充放电电流
电池温度
故障报警
第8页
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
本硬件系统是在基于ATMEGA8L单片机进行设计的。 （1） 电压采样的实现。电压采样是对电动汽车电池组的电 压进行采样，每个电池组由10个单体电池构成。本系统中一 共有14个电池组组成电动汽车的动力电池。原理如图所示， 每个电池为一个电池组。
第6页
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
电池管理系统是能源管理系统的一个子系统。蓄电池管理系 统主要任务是保持电动汽车蓄电池性能良好，并优化各蓄电 池的电性能和保存、显示测试数据等。
目前，主要是根据实际情况，确定具体纯电动汽车的电池管 理系统的功能和形式。电池管理系统包括硬件系统的设计和 软件系统的设计。
第9页
百度文库
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（2）电流采样的实现。电流的采样是估计电池SOC的主要 依据。这里采用电流传感器LT308(LEM) 其测量电路如图所 示。
2.5V
R1
LEM输入
-
+
R2
-
AD输入
+
第 10 页
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（3）温度采样的实现。温度传感器采用美国DALLAS公司 继DS1820之后推出的增强型单总线数字温度传感器 DS18B20。温度采集电路如图所示。
第2页
5.1.1 电池管理系统的功能
电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统，也 是电动汽车商品化、实用化的关键。电池管理的核心问题就是SOC的预估 问题，电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%，这对保证电池寿 命和整体的能量效率至关重要。 典型的电池管理系统应具备如下功能： （1）实时采集电池系统运行状态参数。实时采集电动汽车蓄电池组中 的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。由于电池 组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、 电流和温度数据都要进行监测。 （2）确定电池的SOC。准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电 动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控 制在30%~70%的工作范围。
第3页
5.1.1 电池管理系统的功能
（3）故障诊断与报警。当蓄电池电量或能量过低需要充电时，及时报 警，以防止电池过放电而损害电池的使用寿命；当电池组的温度过高，非 正常工作时，及时报警，以保证蓄电池正常工作。
（4）电池组的热平衡管理。电池热管理系统是电池管理系统的有机组 成部分，其功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于 正常工作温度范围内。
硬件的设计取决于管理系统实现的功能。基本要实现对动力 电池组的合理管理，即保证采集数据的准确性、可靠稳定的 系统通信、抗干扰性。在具体实现过程中，根据设计要求确 定需要采集动力电池组的数据类型；根据采集量以及精度要 求确定前向通道的设计；根据通信数据量以及整车的要求选 用合理的总线。
第7页
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（5）一致性补偿。当电池之间有差异时，有一定措施进行补偿，保证 电池组表现能力更强，并有一定的手段来显示性能不良的电池位置，以便 修理替换。一般采用充电补偿功能。设计有旁路分流电路，以保证每个单 体都可以充满电，这样可以减缓电池老化的进度，延长电池的使用寿命。
（6）通过总线实现各检测模块和中央处理单元的通讯。在电动汽车上 实现电池管理的难点和关键在于如何根据采集的每块电池的电压、温度和 充放电电流的历史数据，建立确定每块电池剩余能量的较精确的数学模型， 即准确估计电动汽车蓄电池的SOC状态。
第 12 页
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（5）车载CAN通讯设计实现。在电池管理系统中，CAN通 讯的实现是由外围设置CAN的控制器和接收器组成的通讯模 块，它的设计如图所示。
第4页
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
1.纯电动汽车能量管理系统的组成 纯电动汽车能源管理系统主要由电池输入控制器、车辆运行 状态参数、车辆操纵状态、能源管理系统ECU、电池输出控 制器、电机发电机系统控制等组成。
第5页
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
2.电池荷(充)电状态指示器 电池荷(充)电状态指示器是能源管理系统的一个重要组成。 电动汽车蓄电池中储存有多少电能，还能行驶多少里程，是 电动汽车行驶中必须知道的重要参数。与燃油汽车的油量表 类似的仪表就是电池荷(充)电状态指示器，它是能源管理系统 的一个重要装置。因此，在电动汽车中装备满足这一需求的 仪表即电池荷(充)电状态指示器。
第5章电动汽车的能量管理与回收系统
5.1电动汽车能量管理系统
5.1.1电池管理系统的功能
5.1.2纯电动汽车能量管理系统
5.1.3混合动力电动汽车能量管理系统
5.2电动汽车再生制动能量回收系统
第1页
5.1 电动汽车能量管理系统
能量管理系统在电动汽车中非常重要，它由硬件系统和软件系统组成， 如图所示。能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据，控制完 成电池的充电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控 电池的状态、调节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电 池充电等功能。能量管理系统中最主要的是电池管理系统。
VCC
3 VCC DQ 2 GND 1
DS18B20
中 央 处 理 器
第 11 页
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（4）抗干扰措施的设计。由于电池管理系统用在情况比较 复杂的电动汽车上，所以干扰可以沿各种线路侵入单片机系 统。其主要的渠道有三条：即空间干扰、供电系统干扰、过 程通道干扰。干扰对单片机系统的作用可以分为三个部位： 第一个部位是输入系统，干扰叠加在信号上，使数据采集误 差增大，特别在前向通道的传感器接口是小电压信号输入时， 此现象会更加严重；第二个部位是输出系统，使各输出信号 混乱，不能正常反映单片机系统的真实输出量，导致一系列 严重后果；第三个部位是单片机系统的内核，使总线上的数 字信号错乱，程序运行失常，内部程序指针错乱，控制状态 失灵，单片机中数据被修改，更严重的会导致死机，使系统 完全崩溃。
模块电压
液晶显示模块
电池总电压 电池电流
中
SOC估计
央
处
理
器
控制充放电电流
电池温度
故障报警
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
本硬件系统是在基于ATMEGA8L单片机进行设计的。 （1） 电压采样的实现。电压采样是对电动汽车电池组的电 压进行采样，每个电池组由10个单体电池构成。本系统中一 共有14个电池组组成电动汽车的动力电池。原理如图所示， 每个电池为一个电池组。
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
电池管理系统是能源管理系统的一个子系统。蓄电池管理系 统主要任务是保持电动汽车蓄电池性能良好，并优化各蓄电 池的电性能和保存、显示测试数据等。
目前，主要是根据实际情况，确定具体纯电动汽车的电池管 理系统的功能和形式。电池管理系统包括硬件系统的设计和 软件系统的设计。
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（2）电流采样的实现。电流的采样是估计电池SOC的主要 依据。这里采用电流传感器LT308(LEM) 其测量电路如图所 示。
2.5V
R1
LEM输入
-
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R2
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AD输入
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（3）温度采样的实现。温度传感器采用美国DALLAS公司 继DS1820之后推出的增强型单总线数字温度传感器 DS18B20。温度采集电路如图所示。
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5.1.1 电池管理系统的功能
电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统，也 是电动汽车商品化、实用化的关键。电池管理的核心问题就是SOC的预估 问题，电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%，这对保证电池寿 命和整体的能量效率至关重要。 典型的电池管理系统应具备如下功能： （1）实时采集电池系统运行状态参数。实时采集电动汽车蓄电池组中 的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。由于电池 组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、 电流和温度数据都要进行监测。 （2）确定电池的SOC。准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电 动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控 制在30%~70%的工作范围。
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5.1.1 电池管理系统的功能
（3）故障诊断与报警。当蓄电池电量或能量过低需要充电时，及时报 警，以防止电池过放电而损害电池的使用寿命；当电池组的温度过高，非 正常工作时，及时报警，以保证蓄电池正常工作。
（4）电池组的热平衡管理。电池热管理系统是电池管理系统的有机组 成部分，其功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于 正常工作温度范围内。
硬件的设计取决于管理系统实现的功能。基本要实现对动力 电池组的合理管理，即保证采集数据的准确性、可靠稳定的 系统通信、抗干扰性。在具体实现过程中，根据设计要求确 定需要采集动力电池组的数据类型；根据采集量以及精度要 求确定前向通道的设计；根据通信数据量以及整车的要求选 用合理的总线。
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（5）一致性补偿。当电池之间有差异时，有一定措施进行补偿，保证 电池组表现能力更强，并有一定的手段来显示性能不良的电池位置，以便 修理替换。一般采用充电补偿功能。设计有旁路分流电路，以保证每个单 体都可以充满电，这样可以减缓电池老化的进度，延长电池的使用寿命。
（6）通过总线实现各检测模块和中央处理单元的通讯。在电动汽车上 实现电池管理的难点和关键在于如何根据采集的每块电池的电压、温度和 充放电电流的历史数据，建立确定每块电池剩余能量的较精确的数学模型， 即准确估计电动汽车蓄电池的SOC状态。
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（5）车载CAN通讯设计实现。在电池管理系统中，CAN通 讯的实现是由外围设置CAN的控制器和接收器组成的通讯模 块，它的设计如图所示。
第4页
5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
1.纯电动汽车能量管理系统的组成 纯电动汽车能源管理系统主要由电池输入控制器、车辆运行 状态参数、车辆操纵状态、能源管理系统ECU、电池输出控 制器、电机发电机系统控制等组成。
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
2.电池荷(充)电状态指示器 电池荷(充)电状态指示器是能源管理系统的一个重要组成。 电动汽车蓄电池中储存有多少电能，还能行驶多少里程，是 电动汽车行驶中必须知道的重要参数。与燃油汽车的油量表 类似的仪表就是电池荷(充)电状态指示器，它是能源管理系统 的一个重要装置。因此，在电动汽车中装备满足这一需求的 仪表即电池荷(充)电状态指示器。
第5章电动汽车的能量管理与回收系统
5.1电动汽车能量管理系统
5.1.1电池管理系统的功能
5.1.2纯电动汽车能量管理系统
5.1.3混合动力电动汽车能量管理系统
5.2电动汽车再生制动能量回收系统
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5.1 电动汽车能量管理系统
能量管理系统在电动汽车中非常重要，它由硬件系统和软件系统组成， 如图所示。能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据，控制完 成电池的充电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控 电池的状态、调节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电 池充电等功能。能量管理系统中最主要的是电池管理系统。
VCC
3 VCC DQ 2 GND 1
DS18B20
中 央 处 理 器
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
（4）抗干扰措施的设计。由于电池管理系统用在情况比较 复杂的电动汽车上，所以干扰可以沿各种线路侵入单片机系 统。其主要的渠道有三条：即空间干扰、供电系统干扰、过 程通道干扰。干扰对单片机系统的作用可以分为三个部位： 第一个部位是输入系统，干扰叠加在信号上，使数据采集误 差增大，特别在前向通道的传感器接口是小电压信号输入时， 此现象会更加严重；第二个部位是输出系统，使各输出信号 混乱，不能正常反映单片机系统的真实输出量，导致一系列 严重后果；第三个部位是单片机系统的内核，使总线上的数 字信号错乱，程序运行失常，内部程序指针错乱，控制状态 失灵，单片机中数据被修改，更严重的会导致死机，使系统 完全崩溃。