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基于单片机的电池管理系统设计

混合动力汽车的整车性能很大程度上依赖于动力蓄电池。高性能、高可

靠性的电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)能使电池在各种工作条

件下获得最佳的性能。电池管理系统不仅要监测混合动力电动汽车电池的充放

电电流、总电压、单体电压和剩余电量SOC，还要预测电池的功率强度，以便

监控电池的使用状况，在汽车启动和加速时提供足够的输出功率，刹车时电池

组能回收更多的能量，即提供足够的输入功率，并且不对电池组造成伤害。当

电池出现过充或过放、温度过高等异常情况时，电池管理系统会记录电池号、

诊断电池故障并报警，同时整车控制系统对充电机和用电设备给出控制信号。

因此，电池管理系统是混合动力汽车的重要电子控制单元之一，对保障电池的

可靠性和安全性起到重要作用。

1电池管理系统的功能电池管理系统的主要功能包括：电池状态参数的采

集、电池状态的预测、电池组故障诊断、均衡保护以及通信等。1．1电池状

态参数采集电池管理系统的所有算法都是以采集到的电池状态参数为基础的，

因此必须保证数据的精确度。采用Freescale集成的10位A／D转换模块完成

对单体电压、温度、总电压以及充放电电流的采集。1．2电池状态的预测电

池状态预测包括两个方面。一方面是以安时积分法为基础的电池荷电状态的预

测；另一方面是以电流、电压、温度为输入完成最大充放电功率的预测。整车

控制器以这两个参数为参考，正确地进行功率分配。1．3电池组故障诊断能

够根据采集到的参数，实时诊断电池温度过高、过低故障，电池过压、欠压故

障，发出电池充放电电流过大、电池组绝缘故障警告。这是保证动力电池系统

可靠、车辆行驶安全、满足用户驾车需求的重要技术手段。1．4均衡保护单

体电池的差异性，不仅会导致电池组的使用寿命比单体电池短很多；同时，对