双CAN总线电动汽车电源设计

当需要采集某一只单体电池的电压时，控制信号控制相应的继电器吸合，比如如果需要采集第2支电池B2的电压，这时继电器Relay2和Relay3吸合，同时由于采集的是偶数编号的电池，继电器组Relay_Even吸合，这样电池B2的电压就出现在V+端和V-端，然后被接入AD采样电路。汽车CAN总线仿真开发工具开发商袁工表示控制信号必需准确可靠地产生控制继电器的信号，否则当控制信号错误或者由于各种原因产生紊乱时，就可能导致电池通过继电器阵列短路，同时为了减少占用微处理器IO口的数量，使用了可靠性高、抗干扰能力强、可编程IO引脚数目多、适合于比较复杂的逻辑设计的CPLD(复杂可编程逻辑器件)来产生继电器阵列的控制信号。
动力电池是电动汽车的一个关键零部件，其性能的好坏直接影响着整车的动力性及经济性。目前应用于电动汽车的动力电池主要有铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池等，一般都是由几十只甚至上百只电池单体串联而成的动力电池组，数目庞大的串联单体电池给其安全管理带来不便，影响其在整车上的应用，为此，现代电动汽车一般都配备电池管理系统来实现对动力电池荷电状态的估计、安全管理以及和整车的通讯功能。
电池管理系统(Battery Management System, BMS)从结构上可分为集中式[2]和分布式[3]两大类，分别适合于不同的电池组结构形式，集中式的电池管理系统适合于单体电池数目不多、结构紧凑的电池组，分布式的电池管理系统适合于单体数目较多、分布比较分散的电池组。
CAN总线是一种通信速率高、可靠性高的现场总线，在汽车电控装置中应用广泛，使用CAN总线可减少线束的重量，提高汽车各电控单元之间通信的可靠性。
本文针对所研究的纯电动轿车用锂离子动力电池组的结构特点和功能需求，设计了基于双CAN总线的分布式电池管理系统，具有电池信息采集、电池荷电状态(State of Charge, SOC)估计、电池安全管理以及和整车通讯的功能。
电池组分为两个电池箱安装于车身的底部，每个电池箱内又分为两个电池包，其中电池前箱每个电池包内有22只锂离子电池单体，后箱每个电池包内有18只锂离子电池单体，通过外部线缆和成组接触器构成动力电池组。由于锂离子电池的特殊的安全性要求，每一只锂离子电池单体的电压都必须实时地被监测到，再加上每个电池包内4个特征温度点的测量，整个电池组将有大量测量点，若采用集中式数据采集与处理系统将会有大量采样线穿越电池箱，给安装、调试带来极大麻烦，同时也存在安全隐患。
采样系统设计
电池管理系统在进行电池SOC估测和电池安全管理时需要采集电池组的单体电压、温度、总电压和电流等电池信息。
每个电池包内有18只或22只串联的单体电池，电池数目多而且不共地，所以采用了巡检方案，即通过控制继电器阵列使得同时只有一只单体电池的电压被引入AD采样电路。
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