电动汽车的研究

１引言

蓄电池和超级电容等储能器件作为动力源，是电动汽车的重要组成部分，电动汽车对储能源的充放电深度、使用寿命、循环寿命和充电速度等要求都很高，所以储能源数据采集系统的研究在电动汽车的发展中占有重要的位置。

国际电工学会（ＩＥＣ）在１９９５年制定的电池管理系统标准中给出了电池管理系统应有的功能：显示荷电状态ＳＯＣ；提供电池温度信息，电池高温报警；显示电解液状态；电池性能异常早期报警；提供电池老化信息；记录电池关键数据。

为了得到储能源的准确状态估计和实施预警与管理，需要对储能源的参数进行实时监测。监测包括温度，充放电电流和电压的监测，其中对电压监测包括单体电压监测、模块电压监测和储能源组总电压监测，对温度监测包括模块温度和环境温度监测。同时还需要在整体上对各种监测信息运算处理并进行相应报警和控制。一般一个储能源组都由上百块单体组成，测量对象数量

行实时监控。完成多路电压，多路节点信息的精确采集，可以显示荷电状态（ｓｏｃ），显示温度并高温报警，存储和显示储能源的有关数据。

２集中一分布式储能源数据采集系统

结构原理

所设计的集中一分布式储能源信息采集系

统是基于９Ｓ１２ＤＧｌ２８和ＰＩＣｌ８Ｆ４５８的设计的。分布式是指每１２个单体组成的模块安装一个下位机，所有下位机通过ＣＡＮ总线将数据传送给上位机。其结构如图ｌ所示，采用分级管理方式。底层下位机使用ＰＩＣ单片机作为单体监控核心芯片，完成多路单体各项指标检测，上位机的高层管理单元采用高运算速率、高抗干扰能力的ｆｒｅｅｓｃａｌｅ单片机作为控制核心，接收处理来自下层检测单元的数据，测量充放电电流估计ＳＯＣ，完成对储能源模块的各项检测和控制，保证更有效、更可靠更安全进行系统管理。通过ＣＡＮ工业总线和计算机ＬａｂＶＩＥＷ通信，保证了数据传输的实时性、控制设计的人性化和各种数据的图形直观显示心’。

此系统可以准确测量每个储能源单体电压，监测模块电压和温度，监测储能源组电压和环境温度，根据测量电流值估计ＳＯＣ，将测量和计算数据通过ＣＡＮ总线传送给Ｐｃ机保存哺１。分布式监测系统每个下位机监测１２个单体，测量单体串联电压＜２０Ｖ，提高单片机运行的可靠度；由于

庞大，如果仅用一个单片机测量，存在：①单片

机测量单体串联起来电压大约在１５０Ｖ左右，大的压差不利于保证单片机可靠性，如果单片机失灵整个系统就不能工作；②单个单片机测量一组数据周期太长，很难保证故障处理的实时性；③对ＳＯＣ估计准确要求对电流采样时间很短，单个单片机测量不能保证电流采样的速度要求…。

采用分布式结构，下位机将测量数据通过ＣＡＮ

总线传送给上位机，即使出现单个下位机故障情况，其他下位机依然能正常运行，整个系统依然可以可靠工作；对电流采集由上位机完成，高运算速度可以提高电流采集频率，提高使用电流积分法估计ＳＯＣ的准确度。

针对以上问题，我们设计了集中一分布式

的储能源信息采集系统，可以用于电池组也可以用于超级电容器组。系统为基于ＣＡＮ总线的分布式网络监测系统，可以对储能源的模块电流、单体电压、模块电压、内阻和工作温度等参数进