電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1、電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本電池管理系統(tǒng)的軟件主要包括三個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集與控制部分、中央處理單元的管理部分、整個(gè)系統(tǒng)的CAN通訊部分。從軟件載體上分為：控制器程序和與之相配套的監(jiān)視軟件。數(shù)據(jù)采集與控制部分?jǐn)?shù)據(jù)采集程序數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在硬件上由片外獨(dú)立A/D(TLC2543)和S12片內(nèi)A/D模塊組成，數(shù)據(jù)采集統(tǒng)程序需要分兩塊處理。數(shù)據(jù)采集的頻率是每10ms一次刷新一次數(shù)據(jù)。1)片外獨(dú)立A/D(TLC2543)采集程序。該部分負(fù)責(zé)對(duì)電流、電壓模擬量的轉(zhuǎn)換，考慮到硬件上采用浮地技術(shù)，故需要I/O口控制電子開(kāi)關(guān)矩陣，以配合TLC2543的通道選擇，完成電流、電壓數(shù)據(jù)的采集。2)S12片內(nèi)A/D模塊采集程序。該

2、部分負(fù)責(zé)對(duì)溫度模擬量的轉(zhuǎn)換，由于溫度模擬量物理信號(hào)直接與S12的端口連接，程序上只需要對(duì)A/D模塊的相關(guān)寄存器配置好（如位數(shù)、時(shí)鐘頻率、數(shù)據(jù)對(duì)齊方式等），便完成初始化，隨后啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，查詢(xún)轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位，即可完成一次A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。熱量管理控制程序由于充、放電過(guò)程中，電池本身會(huì)產(chǎn)生一定熱量，從而導(dǎo)致溫度的上升。溫度會(huì)影響電池的很多特性參數(shù)，故對(duì)電池組進(jìn)行熱量管理是非常重要的。采用并行通風(fēng)散熱方式，可以獲得均勻的電池箱內(nèi)的溫度場(chǎng)分布，從而保證電池組各單體電池的溫度平衡。熱量管理的方式是通過(guò)分析采集的溫度數(shù)據(jù)，采用一定的控制策略，控制冷卻風(fēng)扇控制的開(kāi)啟，維持電池工作的最佳環(huán)境溫度。中央處理單元的管理部分

3、中央處理單元主要執(zhí)行以下工作：電壓、電流與溫度測(cè)量數(shù)據(jù)濾波；計(jì)算電池SOC;計(jì)算電池放電深度DOD;計(jì)算最大允許放電電流；計(jì)算最大允許充電電流；預(yù)測(cè)蓄電池壽命指數(shù)和SOH;故障診斷。電池狀態(tài)參數(shù)計(jì)算流程電池狀態(tài)參數(shù)計(jì)算包括測(cè)量和計(jì)算部分：濾波電壓、電流與溫度測(cè)量數(shù)據(jù)；計(jì)算電池SOC;計(jì)算電池放電深度DOD;計(jì)算最大允許放電電流；計(jì)算最大允許充電電流；預(yù)測(cè)蓄電池壽命指數(shù)和SOH;故障診斷；電池狀態(tài)故障診斷故障診斷功能是BMS的重要組成部分，本課題故障診斷可以在動(dòng)力電池組工作過(guò)程中，實(shí)時(shí)掌握電池的各種狀態(tài)，甚至在停機(jī)狀態(tài)下也能將電池故障信息定位到動(dòng)力電池系統(tǒng)的各個(gè)部分(包括電池模塊)。故障級(jí)別分為

4、：一般故障、警告故障和嚴(yán)重故障。BMS根據(jù)故障的級(jí)別將將電池狀態(tài)歸納成盡快維修、立即維修和電池壽命警告等三類(lèi)信息傳遞到儀表板以警示駕駛者。從而保護(hù)電池不被過(guò)分使用。1)BMS的重要診斷內(nèi)容如下：(1)啟動(dòng)過(guò)程的BMS硬件故障診斷；(2)啟動(dòng)過(guò)程的傳感器信號(hào)的合理性診斷；(3)啟動(dòng)過(guò)程的電池組電壓信號(hào)合理性診斷；(4)啟動(dòng)過(guò)程電池模塊電壓的合理性診斷；(5)啟動(dòng)過(guò)程電流信號(hào)的合理性診斷；(6)啟動(dòng)過(guò)程溫度信號(hào)的合理性診斷；(7)電壓波動(dòng)診斷；(8)無(wú)模塊電壓診斷；(9)無(wú)電池組電壓診斷；(10)無(wú)溫度信號(hào)診斷；(11)電流故障診斷；(12)流量傳感器故障診斷；(13)模塊電壓一致性故障診斷；(1

5、4)過(guò)流故障診斷；(15)通訊系統(tǒng)故障診斷；(16)通風(fēng)機(jī)故障診斷；(17)高壓電控制故障診斷；(18)模塊電壓的過(guò)充診斷；(19)電池組電壓的過(guò)充診斷；(20)模塊電壓變化率的過(guò)充診斷；(21)電池組電壓變化率的過(guò)充診斷；(22)SOC的過(guò)充診斷；(23)傳感器溫度的過(guò)充診斷；(24)平均溫度的過(guò)充診斷；(25)傳感器溫度變化率的過(guò)充診斷；(26)平均溫度變化率的過(guò)充診斷；(27)模塊電壓的過(guò)放診斷；(28)電池組電壓的過(guò)放診斷；(29)模塊電壓變化率的過(guò)放診斷；(30)電池組電壓變化率的過(guò)放診斷；(31)SOC的過(guò)放診斷；(32)傳感器溫度的過(guò)放診斷；(33)平均溫度的過(guò)放診斷；(34)傳

6、感器溫度變化率的過(guò)放診斷；(35)平均溫度變化率的過(guò)放診斷。2)BMS的上述診斷內(nèi)容分充電過(guò)程、放電過(guò)程進(jìn)行，診斷策略與失效處理的基本策略是：(1)根據(jù)各故障原因，對(duì)各種故障診斷分別設(shè)置了診斷程序的進(jìn)入與退出條件；(2)采用分時(shí)診斷流程，節(jié)約CPU時(shí)間資源；(3)根據(jù)電池充電倍率，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電診斷過(guò)程參數(shù)；(4)根據(jù)電池放電倍率，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)放電診斷過(guò)程參數(shù)；(5)故障診斷分三種不同級(jí)別進(jìn)行(報(bào)警、故障與危險(xiǎn))；(6)故障診斷結(jié)果通過(guò)CAN總線送至VMS；(7)故障診斷結(jié)果參與電池實(shí)際工作電流的控制；(8)故障診斷結(jié)果參與高壓電控制。1.3CAN通訊系統(tǒng)部分CAN的底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)底層軟件的CAN編程主要針對(duì)MC9S12DP512的msCAN模塊進(jìn)行。msC