摘要：本文研制了用于混合動(dòng)力汽車的鎳氫動(dòng)力電池管理系統(tǒng)，系統(tǒng)采用基于CAN網(wǎng)絡(luò)的多節(jié)點(diǎn)模塊的分布式通訊結(jié)構(gòu)，各節(jié)點(diǎn)模塊分別完成參數(shù)采集、分析處理、監(jiān)控診斷等功能，使管理系統(tǒng)的功能更加先進(jìn)，精度更高，提高可靠性及擴(kuò)展性。 關(guān)鍵詞：CAN總線，電池管理系統(tǒng),剩余電量 Abstract: A battery management system using distributed measurement for Ni-MH battery for hybrid electric vehicle is designed. The system adopts the distributed structure that multi-node communication is based on CAN network in order to enhance its reliability, expansibility. each node takes responsibility of its work separately like sampling, processing and monitoring.. Key words: can field bus battery management system residual energy 1 前言 蓄電池剩余容量的準(zhǔn)確測量在電動(dòng)汽車的發(fā)展中一直是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。有效的電池管理系統(tǒng)有利于電池的壽命提高。所以對蓄電池SOC的準(zhǔn)確估計(jì)成為電動(dòng)車電池能量管理系統(tǒng)的中心問題。如果能夠正確估計(jì)蓄電池的SOC，就能合理利用蓄電池提供的電能，延長電池組的使用壽命。 方案采用總線式方式組網(wǎng)，應(yīng)用現(xiàn)場總線完成各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換。在分布式方案中，多能源控制器為主控ECU，它通過現(xiàn)場總線和多個(gè)下位ECU通信。工作過程中，每個(gè)控制器的通信子模塊以定時(shí)器或者中斷的方式在后臺運(yùn)行，完成數(shù)據(jù)的收發(fā)工作，節(jié)省主流程資源開支。如圖1所示。 電池的SOC值是電池控制器通過CAN總線發(fā)送給多能源控制器，而整車的工作模式則是多能源控制器通過采集各個(gè)ECU的信息通過一定的邏輯算法來確定的。一旦確定了這些參數(shù)，那么我們就可以決定是啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)還是關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以決定電機(jī)應(yīng)該工作在哪個(gè)狀態(tài)。例如，當(dāng)電池的SOC值在50%與70%之間，這個(gè)時(shí)候多能源控制器算得整車工作模式是在起步模式，那么就表示當(dāng)前系統(tǒng)的電能源充足，不需要開啟發(fā)動(dòng)機(jī)，而且，電機(jī)可以以驅(qū)動(dòng)方式來工作。 2系統(tǒng)硬件組成 如圖2所示，電池控制器可以與外部汽車中其他控制系統(tǒng)通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。一個(gè)電池管理ECU（電子控制單元）和4個(gè)電池組信息檢測ECU；我們所使用的單體電池被組合成24個(gè)電池組。我們對每6個(gè)電池組配置一個(gè)測量單元，即共有電池組ECU1～ECU4。4個(gè)電池組ECU與電池包ECU組成一個(gè)CAN總線網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)CAN控制器與電池組ECU組成電池管理系統(tǒng)內(nèi)部的CAN網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)CAN控制器與汽車中其他控制系統(tǒng)組成整車光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)。 如圖3所示，電池組ECU所采用的嵌入式微控制器為P87C591單片機(jī)，它內(nèi)部硬件集成了CAN控制器和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。每個(gè)電池組ECU管理6個(gè)電池組，完成的功能為測量6個(gè)電池組的電壓和溫度信息，將收集的信息通過CAN總線發(fā)送給電池管理ECU。6路電池組的電壓分別經(jīng)過電壓調(diào)理電路后接至P87C591的6路A/D輸入口。6路溫度傳感器的信號線接至P87C591的同一路IO口。 3 CAN接口的電路設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中采用P87C591作為微控制器。其中，P87C591與CAN驅(qū)動(dòng)芯片的接口電路設(shè)計(jì)如圖4所示。主要由P87C591，光電隔離電路，CAN驅(qū)動(dòng)等三部分組成。 光電隔離電路:為了進(jìn)一步抑制干擾，CAN總線接口中往往采用光電隔離電路，光電隔離器一般位于CAN控制器與收發(fā)器之間。 系統(tǒng)總程序包括初始化程序和主循環(huán)程序，其流程圖如圖5所示： 系統(tǒng)首先上電，接著對CAN和定時(shí)器進(jìn)行初始化，系統(tǒng)等待中斷，如果有中斷，判斷中斷類型，如果是SJA1000控制器的中斷，就讀取SJA1000控制器的數(shù)據(jù)，并且釋放緩沖區(qū)，操作完中斷返回，如果是定時(shí)器50ms周期中斷，對電壓，電流數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，計(jì)算SOC值，并由CAN發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，操作完中斷返回 主函數(shù) main（） 4結(jié)束語 基于CAN總線的數(shù)據(jù)通信技術(shù)具有較高的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。CAN總線在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車鎳氫電池管理系統(tǒng)的應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。 參考文獻(xiàn) [1] 鄒寬明. CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京航空航天大學(xué)出版社，1997 [2] 胡明輝，秦大同，舒紅.混合動(dòng)力汽車電池管理系統(tǒng)SOC的評價(jià). 重慶大學(xué)學(xué)報(bào): 　 2003年4月第26卷第4期. [3] 王毅峰,李令奇. 基于CAN總線的分步數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng).工業(yè)控制計(jì)算機(jī): 2000.5 劉倩，女，（1978.6.30－） 漢族 籍貫武漢，華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院 430070 講師，碩士，研究方向： 通信控制，信息系統(tǒng) 熊利榮，女 漢族，籍貫武漢，華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院 430070 講師 碩士