新能源電池包通訊與控制技術(shù)研究

侯慕凡

摘 要：隨著新能源汽車越來越普及，新能源汽車電池包通訊以及控制技術(shù)也越來越成熟，本文介紹了新能源汽車電池管理系統(tǒng)的組成以及與其他模塊的功能結(jié)構(gòu)，并簡要概述了交流電充電系統(tǒng)控制邏輯的基本原理，進(jìn)一步闡述了電池包通訊以及控制技術(shù)的重要意義。

關(guān)鍵詞：電池包 電池管理系統(tǒng)

Research on New Energy Battery Pack Communication and Control Technology

Hou Mufan

Abstract：As new energy vehicles become more and more popular， new energy vehicle battery pack communication and control technology are becoming more and more mature. This article introduces the composition of the new energy vehicle battery management system and the functional structure with other modules， and briefly outlines the basic principle of the control logic of the AC charging system， and further elaborates the importance of battery pack communication and control technology.

Key words：battery pack， battery management system

1 電池包概述

對于新能源汽車電池包而言，電池包對于整個電動汽車整體運(yùn)行的性能及安全性有著十分重要的意義，同時電池包也屬于電動汽車運(yùn)行過程中的一個重要的動力基礎(chǔ)，從目前行業(yè)對于電池系統(tǒng)整體設(shè)計情況來看，電池包主要分為兩大類型，一種類型是集成電池箱的結(jié)構(gòu)，對于這種結(jié)構(gòu)的電池包則是能夠根據(jù)新能源電車的自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行量體裁衣并將兩者設(shè)計成一個整體，形成一個集成化的模式，從而更好的實現(xiàn)了電池包和電車整體結(jié)構(gòu)上空間的最優(yōu)化的設(shè)計配置，與此同時還能夠?qū)㈦姵氐母黜棻O(jiān)測性能和電池的管理界面設(shè)置在整個電車操作的空間中，而另外一種電池包則是與整車進(jìn)行一個良好的兼容的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來，這類電池包首先并沒有過多的考慮其在電車空間安置的問題，而是直接對新能源電動汽車的某些結(jié)構(gòu)部件直接轉(zhuǎn)換設(shè)計成為電池，這兩種電池包在目前的市面上普遍流行和運(yùn)用。

2 電池管理系統(tǒng)在電動汽車中的應(yīng)用

2.1 電池管理系統(tǒng)簡述

對于新能源電動汽車而言，其主要的組成有動力電池、電機(jī)控制器、電機(jī)以及必要的動力傳動系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的燃油汽車而言，則不是通過化石能源的燃燒來驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)推動汽車的運(yùn)行，新能源電動汽車主要是運(yùn)用動力電池作為其能量的來源，是可以直接利用電池中的電能轉(zhuǎn)化為汽車運(yùn)動的能量，這種能量在使用的過程中不再需要經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換，因此動力電池在整個新能源汽車中是需要進(jìn)行一個反復(fù)的充放電的動作，與此同時還需要時時刻刻對電池具體的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)測和管理，而實現(xiàn)對電池管理的系統(tǒng)則是對電池進(jìn)行監(jiān)控的重要單元，電池管理系統(tǒng)對于整個新能源汽車的安全可靠運(yùn)行具有非常重要的意義。

2.2 電池管理主要模塊

一般來說BMS是由汽車動力單元電池包以及充電單元車載充電器和控制中心這三部分做一個聯(lián)系的核心樞紐，而BMS的主要功能則體現(xiàn)在對整個電池包的信息監(jiān)測和通訊功能這兩大模塊，具體劃分可以表現(xiàn)如下主要方面：

2.2.1 電池信息的采集模塊

電池信息的采集主要是在采集中通過傳感器來采集電池組中的工作電壓以及充放電過程中的一些電流和環(huán)境溫度等數(shù)據(jù)，并且最后通過總線傳遞到主控的芯片完成控制。

2.2.2 電氣控制管理模塊

新能源汽車在具體充放電的過程之中，動力電池包在某種情況下有可能會發(fā)生過充、過放以及充電過程中電量不均衡等等問題，而這些問題的產(chǎn)生對電池工作壽命以及工作效率也會造成較大影響，上面所說的情況在新能源汽車運(yùn)行的過程中時有發(fā)生，而電池管理系統(tǒng)能夠及時的對此情況作出反應(yīng)，比如迅速的執(zhí)行充放電回路切斷的操作等等，而這就能夠很好的保證整個電池包在使用運(yùn)行過程中的安全和有效。此外不同模組之間的電量也是不一致的，而導(dǎo)致此原因除了電池包固有的一些差異特征以外，電池管理系統(tǒng)還會搭建一個均衡的電路進(jìn)行算法配合的控制從而實現(xiàn)各個模組之間的均衡。

2.2.3 電池安全保護(hù)模塊

對于電池管理系統(tǒng)而言還有一個非常重要的職責(zé)就是要對電池在工作的過程中是否有異常等工作狀況進(jìn)行有效的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)電池包在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中有了異常，能夠很好的保證系統(tǒng)及時的作出一定的應(yīng)對措施，從而有效的保障整個電池組是正常運(yùn)行狀態(tài)的，也能夠很好的預(yù)防發(fā)生爆炸等危險事故的發(fā)生。

2.2.4 數(shù)據(jù)通信顯示模塊

電池管理系統(tǒng)能夠收集到一些電池信息狀態(tài)數(shù)據(jù)，首先會將這些信息送往BMS主控芯片進(jìn)行估算，然后能夠?qū)⑿酒幚淼慕Y(jié)果通過CAN總線發(fā)送給其他的模塊進(jìn)行共享使用，通過這種方式，電池管理系統(tǒng)夠?qū)⒁恍┐诘男畔崟r有效的顯示在上位機(jī)上，而這樣的顯示模塊能夠很好的使得駕駛員以及維修的工作人員對整個新能源汽車車輛的相關(guān)信息能進(jìn)行一個清晰的把控和有效的判斷，對于后期的車輛維護(hù)和保養(yǎng)以及狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集都有良好的使用意義。

3 充電控制邏輯應(yīng)用

新能源汽車在進(jìn)行交流電充電的過程中，首先充電槍是連接在車上的充電口，而這一過程要保證的是高壓上電功能是處于正常的狀態(tài)，而車上的車載充電模塊則會自動的對交流充電口連接的電壓進(jìn)行有效的識別。車載充電模塊會識別到充電槍CC端子以及CP端子之間一個特定電阻值，充電槍也會默認(rèn)處于連接正確的狀態(tài)，此狀態(tài)被激活以后車上的相關(guān)的控制模塊將處于喚醒狀態(tài)，然后車載充電器會進(jìn)一步的接收來自充電槍上CP端子的拉低信號，接收到此信號電池管理系統(tǒng)就會發(fā)送一個充電連接的信號，并發(fā)出相關(guān)的指令給各個接觸器并使其保持閉合狀態(tài)，從而有效的實現(xiàn)對整個高壓系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)充的準(zhǔn)備工作，預(yù)充準(zhǔn)備工作完成以后電池管理系統(tǒng)就會斷開預(yù)充接觸器并進(jìn)一步控制交流電接觸器的閉合，從而完成交流電充電的整個準(zhǔn)備流程。

4 結(jié)語

總而言之，電池管理系統(tǒng)會通過內(nèi)部總線實現(xiàn)對各模組的監(jiān)測，并采集各模組運(yùn)行參數(shù)，經(jīng)過一定的運(yùn)算處理后，再將這些信息通過外部CAN總線傳輸給車載充電模塊、整車控制器等控制部件，從而實現(xiàn)整個通訊控制系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

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