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    一种新型锂离子电池管理系统的设计

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      精神小伙

        电池传导系统(管理系统,BMS),它包括技术和微机检测,执行动态监控电池单元和电池操作情况下,可以准确地检查电池剩余容量,电池充放电维护,最好的操作条件下,营运资金的下降,使用寿命。本文综合了国内外一些先进的技术成果,设计并实现了一种新型的锂离子电池管理系统。管理架构采用模块化、分布式规划,系统包括二级控制结构,即本地测量模块和中央处理模块。在此期间,中央处理模块的重要功能是通过RS232接口与上位机进行通信,并通过CAN总线网络方法与本地测量模块进行连接。本地测量模块的重要功能是数据采集(重要用于温度、电流和电压数据采集)、充放电控制、功率测量、单电池平衡以及使用CAN总线技术与中央处理模块进行通信。

        1.系统硬件规划

        本文所规划的电池处理系统重要应用于电动汽车及部分水下设备,因此系统规划应结构合理、技术先进、可扩展性强;系统各项参数的技术精度较高。因此,本电池管理系统的规划应完成以下功能:

        1)实时采集电池信息,包括电池组总电压、单体电池电压、充放电电流、温度等参数;2)剩余电量测量及显示;

        3)可供应数据传输接口,完成与CAN总线及上位机的通信;4)良好的人机交互,系统安全可靠,抗干扰能力强。

        2.本地测量模块的硬件规划

        2.1电压采集模块

        单体电池端电压是计算剩余电池的重要依据,充放电方式的选择,以及运行状态的评价,所以监测电池组的前提是,要有合理的单体电池端电压测量方法。但是由于电池组中电池数量较多,总电压较高,对测量精度要求较高,因此实现功率测量较为困难。电压监测计划的工作原理如下:第一步,单片机控制多通道开关kn-1和kn-2(n1到7之间的数字),同步连接相应的电池两端的电容,启动电容器充电,并达到目的,电容电压是相同的电池电压;第二步是断开MCU控制的kn-1和kn-2多路开关,关闭K1和K2开关,将其连接到MCU的A/D模块进行测量。在测量时间时,根据防止电池端子电压不稳定所形成的影响结果的考虑,模块选择了平均值测量的方法。该方法可以轻松使用微处理器内部的A/D单元,不添加A/D模块评级,提高规划效率,节约资金。通常在实际电路中,可以用继电器来完成模拟开关。

        2.2电流采集模块

        关于充放电过程中动态电流的测量,本文采用LEM公司的ltsr25-np电流传感器。该元件是一个闭环多量程电流传感器,根据霍尔效应进行补偿,采用单极电压法。具有测量精度高、无插入损耗、线性好、电流过载能力强等优点。25℃以下测量精度可达±0.2%。额定电流为25安培,最大可测电流为80安培。电流传感器可以将充放电电流转换成0~5伏的电压信号,然后连接到单片机的A/D单元,测量充放电电流。

        

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