电池管理系统的应用

    当今社会能源紧缺，环境污染等问题给人类提出了重要课题，各电池厂家积极研发研究出各种类型的蓄电池，尤其以锂离动力电池为先进的代表从而解决了这一难题。锂动力电池应用和推广的瓶颈，主要是在组合应用时电池组中的单只电池失效，导致电池组综合性能下降和电池组被超限使用。哈尔滨冠拓电源有限公司生产的“电池组管理系统”通过对电池组中串联单体电池电压、电流、环境与操作温度的采集、分析、决策，经过接口与充电器、负载控制器、指示仪表等外部设备功能联动，实时对电池组工作状态检测，延长电池组使用寿命，从而打开了这一瓶颈。

　　电池管理系统具有CAN总线接口，电池管理系统通过CAN总线接口与电动车主控制器进行通信，可以传输电池管理系统的所有监控数据，包括总电流，单体最高电压，单体最低电压，最高温度，最低温度，SOC，总电压等数据。电动车主控制器依据电池管理系统传输的数据，对整车的控制进行实时调整，达到对锂动力电池更加合理的使用效果，延长锂动力电池的使用寿命。

　　管理系统主要技术指标

　　1 管理系统采用模块化设计，共10块电压采集模块，每个电压采集模块有一个温度测量传感器，共有10个温度测量点。电流测量使用独立的模块，电压采集、电流采集有上位机管理和控制。电压和电流模块采用标准模块。

　　2 单体电压采样范围0~5V，采样精度±15mV、

　　电流采样范围0～300A，采样精度1A

　　温度采样范围－20℃ ～ 80℃，采样精度±1℃

　　3 控制方式

　　电压管理：

　　电池组工作时（放电），限制输出：当任何一只电池压降到3.65V时（可设置），点亮一只$闪烁发光二极管警报灯，给电机控制器信号限制输出。停止输出：当任何一只电池压降到3.3V时（可设置），发出一个继电器闭合信号，给电机控制器信号控制电机停止输出。强制断开：当任何一只电池压降到3.0V时，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，延时20S后发出一个继电器闭合信号，控制切断接触器切断电池放电总回路，继电器触点为常开。

　　电池组充电时，当任何一只电池电压超过4.3V时，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，信号送至充电机，充电机受控立即停止充电，或送至电机控制器，停止能量回收。

　　温度管理：

　　电池组放电时，当检测到任何一个温度大于40℃时，发出一个继电器闭合信号，启动风扇，当温度大于52℃时，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，给电机控制器，限制电机控制器输出。风扇启动后当温度降到36℃时，风扇停转。

　　电池组充电时，当检测到任何一个温度大于40℃时，发出一个继电器闭合信号（和上面的继电器是同一个），启动风扇，当温度大于52℃时，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，信号给充电机，停止充电机输出。风扇启动后当温度降到36℃时，风扇停转。

　　大于52℃时点亮的发光二极管和电压超过4.3V时点亮的发光二极管是同一个。

　　电流控制：

　　电池组放电时限制放电电流为90A，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，超过时发出信号给电机控制器，电机控制器限制输出。当电池组接受能量反馈电流超过30A时，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，发出信号停止电机控制器的能量反馈。

　　4　电池管理系统数据上传计算机通讯

　　管理系统主控模块有USB的输出接口，可以实现与计算机之间的通信。主控模块带有一个CAN2.0B接口，可以通过CAN协议与其他设备通信。

　　管理系统的参数调整可以通过触摸彩屏的按钮完成。

　　通过计算机软件可以随时接收电池组工作时的信息，显示和记录内容包括单体电池电压、温度、电流、SOC和总电压，记录格式为记事本或Excel。根据记录数据可绘制和打印时间/电压（电流）、电压（时间）/容量曲线。

　　管理模块有数据保存功能，随时保存电池组最后上传给上位机的3天的数据，数据内容为单体电池电压、充放电电流、温度、SOC值。通过计算机可以读取存储器上的数据，存储器可以采用闪存存储器或存储卡的形式，数据在存储器中可以长期保存。

　　5 主控模块采用彩色5.6寸或4.3寸触摸液晶屏，数据采样时间为500ms。

　　SOC的精度要求±8%。

　　管理系统工作电压DC12V，由外部提供。

　　管理系统工作时耗电小于5W，非工作状态耗电小于25mW。

　　有锂动电池使用的地方就有电池管理系统的身影，电池管理系统将与绿色能源一起给我们的社会带来新的曙光。