蓄电池管理系统批量生产用校准系统的研制

摘要

由于能源和环保的压力，电动汽车的发展已经成为汽车工业发展的必然趋势，而近期在国家一系列政策推动下，中国的电动汽车产业化进程正逐步加快，从而带动了电动汽车关键技术之一的电池管理系统（BMS）的产业化。 为了使BMS基本检测功能能够真实地反映电动汽车的运行情况，同时使BMS检测模块达到要求的测量精度，必须对BMS进行出厂前后的校准工作。本课题以混合动力电动汽车和纯电动汽车上搭载的电池管理系统为对象，针对其基本检测模块的精度问题展开了分析，并研制出了一套能够实现BMS批量校准的装置和平台。本论文首先分析了电池管理系统中各个基本检测模块的结构和测量方法，总结出影响测量精度的因素，然后根据校准原理及应用对象，提出了一套通过搭建硬件及软件平台来对其实现快速、便捷、精确在线校准的方法，并在此基础上完成了系统总体方案的设计。根据任务的紧迫性和繁重性，重点研究了BMS单体电池电压在线校准系统，文中也对其以MC9S12DT128单片机为主控制器的硬件电路设计及Codewarrier开发环境下的软件设计进行了详细的阐述。 本论文研究并设计的BMS单体电池电压在线校准装置及电流、绝缘电阻、总电压在线校准平台现在已经应用于广东惠州亿能电子有限公司BMS生产中，同时也应用到实验室BMS调试中，在确保精度的基础上简化了校准步骤，大大加快了校准速度，提高了工厂的生产效率。

目录

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声明

致谢

1 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 电动汽车产业化概述

1.1.2 近期国家的政策支持

1.1.3 电动汽车对蓄电池的要求

1.1.4 电池管理系统的发展概况

1.2 本论文的主要工作及意义

2 电池管理系统的评估

2.1 BMS整体结构

2.2 单体电池电压测量

2.3 电流测量

2.4 绝缘和总电压测量

3 校准系统原理分析与方案设计

3.1 校准系统的功能及意义

3.2 校准原理及误差分析

3.3 研究及应用平台

3.4 BMS电池电压自动校准方案设计

3.4.1 自动校准方案

3.4.2 校准电源的选择

3.4.3 通信方案

3.4.4 设计中还应注意的问题

3.5 BMS电流校准方案设计

3.5.1 CS5460A芯片的校准

3.5.2 芯片外部校准

3.6 BMS绝缘校准方案设计

3.7 BMS总电压校准方案设计

4 校准系统硬件电路设计及实现

4.1 BMS电池电压自动校准电路

4.1.1 主控制器

4.1.2 电源电路

4.1.3 晶振和复位电路

4.1.4 逻辑控制电路

4.1.5 继电器序列

4.1.6 通信电路

4.1.7 数据存储电路

4.1.8 键盘及输出显示电路

4.1.9 硬件电路的可靠性设计

4.2 BMS电流校准电路

4.3 BMS绝缘校准电路

5 BMS电池电压自动校准软件的设计

5.1 软件的开发坏境

5.2 软件整体结构设计

5.3 主要功能模块的软件设计

5.3.1 按键检测程序流程图

5.3.2 继电器控制程序流程图

5.3.3 电压校准程序流程图

5.3.4 串口通讯程序流程图

5.3.5 液晶显示程序流程图

5.3.6 数据存储程序流程图

5.4 CAN通信

5.4.1 CAN总线简介

5.4.2 CAN通讯的软件实现

5.5 软件的可靠性设计

6 校准系统试验及分析

7 总结与展望

参考文献

附录A 纯电动环卫汽车电池管理系统自动校准板使用说明

作者简历