基于VB的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)

任品鼎 張宏鵬 王慧慧

摘要 本文介紹了一種基于VB的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用不同的傳感器將電壓、電流、溫度等信息采集和處理并送至A/D板卡，經(jīng)上位機(jī)采集后，完成soc計(jì)算和決定是否需要實(shí)現(xiàn)電池的均衡控制等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本電動(dòng)力池管理系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了電池的最大化利用，保證了電池安全可靠的運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】VB 電動(dòng)汽車 電池管理系統(tǒng) SOC

近年來，我國政府大力推廣電動(dòng)汽車，《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》中更是指出，到2020年新能源汽車等綠色低碳產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破10萬億元，成為支柱產(chǎn)業(yè)。電動(dòng)汽車日益成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的核心部件，如何高效地利用電池的能量，增加電池的使用壽命，做到節(jié)能減排，己然成為研究熱點(diǎn)。動(dòng)力電池管理系統(tǒng)（BMS）既能夠估算出剩余電量SOC，確保soc在合理的工作范圍，又可以實(shí)現(xiàn)電池的均衡控制，減輕單體電池間的使用差異，延長其使用壽命，增強(qiáng)使用安全性。因此，電池管理系統(tǒng)（BMS）的研究越來越受到人們的重視。

1 BMS硬件設(shè)計(jì)

本文以公園或景點(diǎn)的觀光電動(dòng)汽車為研究對象，設(shè)計(jì)了一套BMS系統(tǒng)。

該電動(dòng)汽車本文所涉及的觀光電動(dòng)汽車使用的是型號為3-DG-190的鉛酸蓄電池，單體電池電壓為6V，由8個(gè)串聯(lián)而成電池組。為了監(jiān)測動(dòng)力電池組的各個(gè)參數(shù)和估算動(dòng)力電池SOC，本文共涉及了17路采樣電路，分別采集電池的電壓（8路）、電流（1路）和溫度（8路）;9路開關(guān)控制量，包括用以實(shí)現(xiàn)對電池組充放電判斷（1路）和對電池組均衡判斷（8路）。所有采集的信息可通過CAN總線傳輸?shù)秸嚨目刂茊卧．?dāng)電池出現(xiàn)故障時(shí)，通過控制開關(guān)量，將故障電池?cái)嚅_，以保證電池的故障不會(huì)影響到整車的安全。BMS整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

本文采用霍爾電壓/電流傳感器對電池組的電壓/電流進(jìn)行采集檢測;采用Ptl00實(shí)現(xiàn)其溫度的檢測;采用直流法測量電池內(nèi)阻;采用卡爾曼濾波法實(shí)現(xiàn)對sOc的估算。數(shù)據(jù)信息的采集使用了研華公司的PCI-1713數(shù)據(jù)采集卡，實(shí)現(xiàn)電壓/電流/溫度的采集;電池的充放電和均衡控制利用了PCI-1756板卡。本文所設(shè)計(jì)的BMS硬件電路如圖2所示信號調(diào)理及驅(qū)動(dòng)電路實(shí)物如圖3所示。

2 BMS軟件設(shè)計(jì)

BMS軟件系統(tǒng)是基于VB開發(fā)的，包含登陸界面、主界面和相應(yīng)的子界面，如參數(shù)波形界面、報(bào)警界面等，可實(shí)時(shí)顯示電池組每個(gè)單體電池的電壓、溫度和電流，并存儲到Excel中;可根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)信息，利用卡爾曼濾波法估算SOC并顯示;當(dāng)單體電池的電壓/電流與出廠設(shè)置的正常工作范圍不匹配時(shí)，即認(rèn)為異常，并發(fā)出報(bào)警信號。圖4為系統(tǒng)軟件流程圖，圖5為主界面顯示圖。

3 整機(jī)系統(tǒng)調(diào)試

將信號采集、調(diào)理及驅(qū)動(dòng)電路、A/D采集卡、I/O接口卡與工業(yè)計(jì)算機(jī)連接，組成BMS系統(tǒng)的硬件平臺;在計(jì)算機(jī)上安裝自編的基于VB的BMS軟件系統(tǒng)，組成整機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。本文采用常見的公園或景點(diǎn)用純電動(dòng)汽車，如圖6所示。

4 結(jié)語

整車調(diào)試試驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)（BMS）基本實(shí)現(xiàn)了蓄電池組能量的最大化利用，保證了蓄電池組運(yùn)行的安全可靠，驗(yàn)證了卡爾曼濾波法估算SOC的有效性和準(zhǔn)確性。

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