电动汽车动力电池管理系统（BMS）设计摘要：本文主要从硬件系统设计、软件系统设计两个方面，对电动汽车中动力 电池的内部管理系统（BMS）综合设计，进行了深度的分析与研究，以通过不断 地实践研究，积极探索出电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）最具高效 性的综合设计方案，以充分提升电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）的 设计水准，确保电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）各项功能能够满足 于电动汽车实际的应用需求，为我国电动汽车行业的长期发展奠定基础关键词：电动汽车；动力电池；管理系统（BMS）；设计前言：电动汽车（battery electric vehicle； BEV），主要是指以车载类电源为基本动 力，利用电机来驱动车轮达到行驶目地，符合于我国安全法规与交管各项规定的 车辆基于电动汽车有着环保性特征，所以，其在国内的发展前景相对较为良好 但是，基于国内电动汽车相关技术还处于初步探索阶段，各项技术还不够成熟， 若想实现突破性发展还需作出更多的努力电动汽车，它与传统汽车最大的不同 之处就在于电动汽车内部包含着一种动力的电池在一定程度上，通过该动力电 池可实现电动汽车节能化、环保化的行使。
那么，为了能够更好地助推我国电动 汽车行业的发展，就需从其内部的动力电池入手，对其所在的管理系统（ BMS）， 进行系统化的分析与研究从而能够设计出更具有功能特性的动力电池内部管理 系统（BMS），为电动汽车提供强大动力电池内部管理系统支持，进一步推动我 国电动汽车行业的快速发展，让其可稳步向着新的发展征程迈进1、硬件系统设计基于电池组主要是由多节电池的单体并联与串联而成，实现对所有电池单体 实时化监控因而，如图1所示，电池内部管理系统主要应用了主从结构，以实 现灵活性通讯，提升通讯实际速度从板均需具有电池单体的温度与电压检测、 CAN 总线的通讯等各项功能图1 BMS系统框图示图1.1 IMCU 系统处理器系统处理器主要选用的是Freescale -9S12DT64型号的MCU系统处理器，该型 号MCU系统处理器为16位系统的单片机，主要是由CAN系统的总线模块、 PWM 的调节器（1 个） AD 的转换器（2 个）定时器（1 个）外部串口（1 个）内 部串口（2个）本次设计当中，MCU的单片机主要应用的是外部设有液晶振的 16MHz，总线频率为8MHz因该系统具备外部的液晶镇，使用了 5V的供电，该 动力电池的内部管理系统有着较强抗干扰性能。
基于实际条件下电动汽车的应用 极具复杂性，电磁干扰性相对较强，MCU系统通常存在在异常状态下出现无法正 常运行或死机等状况因而，为确保MCU系统可在异常条件下及时地、可靠地 复位，就需通过增设外部复位的芯片来对MCU系统实际运行状况进行实时化检 测，确保 MCU 系统在异常状态之下可快速地回归到正常运行状态当中1.2 单体电压与温度检测如图2所示，本次设计主要是应用的是LTC6802型号的动力电池单体温度与 电压监控芯片内设Registers&Control （1个）串行接口（1个）12位ADC （1个） Voltage referenee （1个）每个动力电池的输入口均设计相应MOSFET开关，快 速放出过充电所有电池的电量在13ms时间段内可实现对所有输入口通道电压的测量同时，可把 16 个 LTC6802 的器件有效链接于控制的处理器上实现同步 运行图 2 TC680 系统内部框图示图如图3所示，为TC680系统的基本原理C1-DC12分别电压采集12个电池的 单体LTC6802则通过SCKI、SDI、SDO、CSBI这四个接口把所有采集到的数据信 息传输于MCU系统实施分析而后，再由CAN系统总线传输于给CPU主系统。
同时，该芯片可提供温度采样的管脚（2个）内置温度的传感器（1个）在进 行电压采集期间，可通过相应的VTEMP1与VTEMP2的引脚，把动电池的模组温 度实施快速地采集与分析图 4 TC6802 系统单体电压的采集电路示图1.3 CAN 的通信功能本次设计的动力电池内部管理系统（CAN）通信功能的基本电路，如图5所 示，它基础的通信功能包含着：整车的CAN一快充CAN的三路CAN与内网CAN 通信；整车的CAN-BMU、VCU之间CAN通信；内网CAN-BMU、LECU之间 CAN通信；快充CAN — BMU其与快速的充电机之间CAN的通信图5 CAN的通信功能的基本电路示图2、软件系统设计2.1 初始化系统程序如图 6 所示，初始化系统程序主要应用在初始化内部系统当中所有原始性数 据，用以保证该系统可初始化正常地运行状况标志好相应故障位置，在初始化 系统出现异常情况时立即中断该初始化系统图6 初始化系统程序示图2.2 处理电压本次设计主要是通过相应的 TLC6802 来实现对改动了电池组当中电池的单体 电压实施采集采集该模组12节的电池电压，DC1-12则由LTC6802来控制该12 节电池的均衡性。
针对于TLC6802内部寄存器的具体操作如下：其一，寄存器的 配置拉低片选，将WRCFG （0x01 ）命令发出，并发送CFGR0字节CFGR1, CFGR2、 CFGR5 等，拉高片选；其二，读取电池电压的寄存器拉低片选，发送 该设备的地址字节，将RDCV（0x04）的命令发出，接收其CVR00的字节、CVR01、 CVR02、CVR17、PEC等，拉高片选；开始电池的电压A/D转换及状态检查拉低 片选，发送该STCVAD（0x10）的命令字节，拉低SDO约12ms左右，SDO的输出 切换成1k Hz,并指示该转换动作完成，拉高片选；其三，电压检测与均衡性处 理读取配置的寄存器确保配置准确性，转换电压A/D，命令STCVAD 0x10字节, 读取电压，命令RDCV 0x04字节，接收读取的18个字节作为电压AD的基础数据 若收到的是 BMU 均衡性指令，则单体的电压超过了 BMU 系统限定电压值，均衡 性通道需在下次的寄存器配置期间打开；而若收到的是不均衡性信数据，则该均 衡性通道需在下次寄存器配置期间关闭2.3 总线通讯本次设计中的总线通讯系统程序，如图7所示，主要用于需要时与计算机进 行交互性通讯，计算机系统会把所有参数与信息数据进行合理化调整，包含着阀 值与电池编号等设定。
总线通讯系统程序在进入至中断状态之后，将判断该系统可发送与接受中断，而后再进入至该程序当中，该过程即为中断方式的总线通讯 系统处理程序图 7 总线通讯系统程序示图3 、结语 综上所述，为了能够设计出最符合电动汽车各项功能需求的电动汽车中动力 电池的内部管理系统（BMS）设计方案，就需广大设计者积极投身于实践当中， 积累更多的实战经验，以设计出最具科学性、合理性的电动汽车中动力电池的内 部管理系统（BMS）设计方案，以为我国电动汽车业在新时期的突破性发展提供 助推力量参考文献：[1] 王博，胡志文，欧阳燕，王崇阳，罗明湘.电动汽车动力电池管理系统（BMS）设计[D].天津职业技术师范大学，2017，11（12）： 114-116.[2] 于晓光，林雪朋，夏国彬、李钰，等电动汽车动力电池管理系统（ BMS） 的研究与设计[D]《汽车与驾驶修理》（维修版），2016，20（10）： 369-371.[3] Zhuzhihao， Chenxiaojian ， Liu Zaifei ， Liliwei ， Zhanghongwei ， Chenwenhai ， Li Yu， and so on.Research and Design of Power Battery Management System for Pure Electric Vehicle[D].Application of SCM and Embedded System ， 2016， 19（05）： 222-223.。