● 摘要
电池管理系统是混合动力汽车的关键部件之一,它有助于提高动力电池的工作效率和使用安全性,并能够延长电池的使用寿命。本文深入讨论了电池管理系统的设计思想与实现方法。系统实现的功能有:检测镍氢电池组模块电压、总电压、电流、温度、绝缘电阻,估算电池荷电状态(SOC),对电池状态进行故障诊断,当电池发生故障时切断继电器保护电池,能够与整车控制器进行CAN通信,与PC机进行串口通信、控制继电器风扇等外围设备。系统硬件电路采用了双DSP结构,主DSP用于数据处理、SOC估算、CAN通信、控制外围设备等任务,从DSP用于控制光耦开关阵列选择模块电压采集通道并执行总电压、模块电压、电流、温度、绝缘电阻数据采集任务。系统硬件电路包括:主控制电路和数据采集电路、通信模块电路和系统供电电路。软件程序包括:初始化程序、外围设备控制程序、中断程序、AD转换及数据处理程序、SOC估算程序、故障诊断程序、CAN通信程序、串口通信程序、SPI通信程序。另外,从系统硬件和软件角度分别进行了可靠性分析和设计。通过电池充放电实验研究了镍氢电池的充放电特性及其数学模型,采用了以安时积分为主,利用Kalman滤波器修正的SOC估算方法,通过不断的预测、修正的循环过程,使SOC估算值逐步逼近实际值。最后,结合整车进行了典型工况实验,验证了电池管理系统的各项功能,该系统已在实际应用中取得良好的效果。
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