1、奧運電池管理系統使用手冊電池管理系統(BMS對整車的安全運行、整車控制策略的選擇、充電模式的選擇以及運營成本都有很大的影響。電池管理系統無論在車輛運行過程中還是在充電過程中都要可靠的完成電池狀態的實時監控和故障診斷，并通過總線的方式告知車輛集成控制器或充電機，以便采用更加合理的控制策略，達到有效且高效使 用電池的目的。1 系統特點經過近十年的不懈研究和實際裝車運行，在和電池廠家密切合作、充分獲取電池測試數據、大量的運行數據的分析和裝車實踐的基礎上，BMS&結構、功能和性能方面都進行了大膽的改進、優化和創新，具備如下主要特點：完善的系統功能BMSM備電池狀態的實時監控、數據處理、故障分析和定位、

2、SOC古算、數據傳輸、熱管理、充放電控制、PC機在線監控、運行數據存儲、數據轉儲和數據庫管理等強大的功能。檢測精度高電壓檢測方面，BMS采用浮地的電壓檢測結構和采用專用雙積分ATD芯片，充分考慮充電時電網的交流紋波影響，有效地解決了共地的問題，避免了累積誤差，使得電壓檢測的精度達到 0.5%；溫度檢測方面，在保證溫度誤差在 0.5 的范圍內的前提下還充分考慮溫度傳感器的可擴展性；電流檢測方面，采用全范圍、等精度的傳感器和高精度專用集成芯片，滿足電流檢測和能量累積的需要，使得電流檢測的精度達到0.5%。接口簡單為了便于用戶使用，BMSE保證上述功能的同時，對外輸出接口進行了簡化，對外連接只包括電

3、源線和通訊線。齊備的輔助設備為了簡化用戶的操作和增強系統的直觀性，電池管理系統設計了便攜式故障診斷和數據轉儲儀，實現了故障的診斷和定位，大大增強了現場解決電池故障的能力。(5)人性化的PC機監控界面BMS設計了相應的PC機監控界面，可實現BMSB據的在線監控、數據轉儲、數據庫管理和數據分析和電池性能分析等功能。高安全性、可靠性和穩定性系統采用大規模集成電路、濾波、高等級隔離、數據冗余等先進技術，結合實際的示范運行經驗，保證了系統的安全性、可靠性和穩定性。工程化設計為了滿足車輛的惡劣運行環境的需求，BMS采用防水防塵設計，從元器件選型、芯片直銷廠家調研、樣品測試、系統高低溫循環老化、電路板測試、

4、產品出廠檢驗、現場測試等方面進行嚴格把關和記錄機制，保證了產品的質量，專業的配線和后期維護團隊，保證了車輛的高效運行。完善的系統自檢功能BMS設置了強大的系統自檢功能，系統上電后對電壓、溫度、通訊、時鐘、存儲器等部件進行檢測，保證系統自身的工作正常。在線故障診斷和定位BMS 設計了在線故障診斷和定位的功能，能有效地分析出設備自身和傳感器的故障類型和故障的位置，大大縮短了系統的檢測和維護時間。強大的通訊功能設計4路通訊總線設計，包括2路符合CAN2.0B協議的CAN總線、1路RS-485總線和1路RS-232通訊線，滿足不同設備的數據提取功能。車輛運行過程中，BMSI旨將車輛運行必須的數據送整車

5、控制器，也難將電池的詳細數據送司機組合儀表進行顯示。電池充電的過程中，BMS能實現和充電機之間的通訊，使得充電機能充分的了解電池的當前狀態，保證了充電的安全。（11）直觀的狀態指示燈設計BMSft每個檢測模塊和中央控制模塊面板分別設置了電壓、溫度、通訊以及充放電控制和電流和通訊指示燈，可以直觀方便的了解電池的工作狀態。2系統結構與原理針對2008北京奧運用電動大客車的設計理念，BMS系統采用圖1所示的集散式系統結構。圖1 BMS的系統結構（1）系統原理電池管理系統中央控制模塊硬件結構框圖參見圖2。圖2電池管理系統中央控制模塊電源變換：利用車上的24V供電，通過電源變換器得到3路隔離電源，輸出電

6、壓均為5V。指示燈：包括電源指示燈（6個）和運行狀態指示燈（10個），其中電流、RS-485、CAN1 CAN2四個引出的燈定義如下表:名稱作用狀態電流是否工作正常正常時常亮，復位的時候閃爍 一次RS-485是否工作正常通訊時閃爍CAN1是否工作正常通訊時閃爍CAN2是否工作正常通訊時閃爍看門狗：采用硬件看門狗 MAX706ESA存儲器： 包括FM24C16 （2K字節）和 AT45DB041 （512K字節），其中 FM24C16記錄系統參數， AT45DB041 記錄運行數據。系統時鐘：用于提供系統記錄數據的發生時間，也可用于自放電的處理。絕緣檢測： 檢測動力電池與車底盤之間的絕緣電阻，并

7、按照國家電動汽車GS/T 18384.1 18384. 3-2001相關標準對絕緣進行分級，分級編號、標準和建議參見下表。故障級別絕緣電阻建議0500 Q/V正常1介于1000，與5000，之間到站后及時維護電流SOC通過分流器（300A/75mV）進行電流采樣，完成電流的測量和AHK計。CAN1:用于與車輛控制器之間通訊，將電池的重要參數（協議參見純電動汽車電池管理系統網絡協議及接口標準，北京理工大學起草，2006年6月）傳送至集成控制器，優化駕駛。CAN2用于將各單體電池的電壓、溫度等數據（協議參見純電動汽車電池管理系統網絡協議及接口標準，北京理工大學起草，2006年6月）傳送到組合儀表顯

8、示。RS 485:主控模塊和測控模塊之間的通訊接口。RS 232:用于與手持或PC位機連接，進行數據監控或用戶程序下載。電池管理系統的電池檢測模塊的結構框圖參參見圖3。電源變換：利用車上的24V供電，通過電源變換器得到3路隔離電源，輸出電壓均為5Vo指示燈：包括電源指示燈（4個）和運行狀態指示燈（7個），其中引出到外部的充電指示燈、電壓檢測 燈、溫度檢測燈、通訊燈等定義參見下表。圖3電池管理系統電池檢測模塊名稱作用狀態3色燈充電指示燈正常充電時為黃色 充電正常結束綠色故障狀態為紅色電壓檢測燈正常時候每檢測完一節電壓閃爍一次 電壓錯，但是 MAX111正常常亮 MAX111故障時滅溫度檢測燈正常

9、時候每檢測完一個溫度候閃爍一次 故障時滅通訊燈通訊時閃爍看門狗：采用硬件看門狗 MAX706ESA存儲器：FM24C16 （2K字節），用于記錄系統參數。溫度檢測：每個模塊放置6個溫度傳感器（型號DS18B20）,系統具備溫度傳感器查詢、溫度傳感器丟失、溫度傳感器不能讀回數據、溫度超高等檢測功能。溫度傳感器不能正常工作的時候，需要分類并反映到故障 字節和指示燈。電壓檢測：設置電壓檢測通道數為 17路。由于加裝保險，為了排除保險對測量誤差的影響，需要在保險 前后分別引線，所以 8節電池共有10條導線，16節電池有18條導線。保險位置，8節電池的在4、5節電池 之間；16節電池在8、9節電池之間。

10、電壓檢測具備區分MAx111損壞、電壓極性、電壓溢出、斷線能力。RS 485:主控模塊和測控模塊之間的通訊接口。風扇控制：風扇參數：0.12A/個，6個并聯。以下幾種狀態啟動風扇：溫度高溫度傳感器丟失溫度不能正常讀出手動檢測模塊：手動檢測的主要功能是在沒有24V的時候，對電池管理系統檢測模塊進行初始化和功能檢測。手動檢測模塊的主要功能包括：單箱電池電壓的采集（按照17路設計）；電池管理測控模塊的參數設置和數據讀取；檢測電池管理系統是否正常和電壓測量精度；顯示功能；為電池管理檢測模塊提供電源。手動檢測模塊硬件框圖如下：電源：采用6節電池供電，利用 LM2576變換得到CPU電源；CP而用 MC9

11、S12A64CPV能使用校準板校準；能利用手持設備寫入參數。（2）運行模式：為了保證車輛的高效運行，北京奧運用電動汽車用電池采用快速更換的運行模式，這樣BMSi不同的場合具有不同的工作模式。1、車輛運行模式車輛運行模式下電池管理系統的結構參見圖40BMS件央控制模塊）通過CAN1總線將實時的必要的電池狀態告知整車控制器以及電機控制器等設備，以便采用更加合理的控制策略，既能有效的完成運營任務，又能 延長電池使用壽命。同時，電池管理系統（中央控制模塊）通過高速CAN2I電池組的詳細信息告知車載監控系統，完成電池狀態數據的顯示和故障報警等功能，為電池的維護和更換提供依據。圖4車輛運行模式下的電池管理

12、系統拓撲2、應急整車充電模式處于應急性整車充電模式下的BM%撲結構參見圖5。應急充電模式下，車輛上的電池不卸載到地面。充電機的充電線直接插在電動車的充電插頭上進行充電。此時的車載高速CAN2加入充電機節點，其余不變。充電機通過高速 CAN2了解電池的實時狀態，調整充電策略，實現安全充電。3 、分箱充電模式快換模式采用分箱充電，電池管理系統結構圖參見圖 6。 由于在日常補充充電模式下， 從整車卸載下來的只有電池箱以及電池箱內的電池測控模塊，而中央控制器仍在車上，這樣充電的時候，中央控制模塊的電流檢測功能、SOC古測功能以及和充電機之間的CAN通訊能力已經沒有了，與充電機通訊的是電池管理系統的各個

13、電池測控模塊，所以采用 RS-485 總線結構，電池管理的測控模塊實時地將該箱電池的各單體電壓、溫度和 故障等信息告知充電機，實現安全優化充電。圖 5 應急充電模式下電池管理系統結構圖圖 6 分箱充電模式下的系統結構系統功能為了實現車輛的有效和高效運行以及電池的長壽命，BMSM備如下功能：單體電池電壓的檢測；電池溫度的檢測；電池組工作電流的檢測；絕緣電阻檢測；冷卻風機控制；充放電次數記錄；電池組SOC的估測；電池故障分析與在線報警；各箱電池離散性評價；與車載設備通信，為整車控制提供必要的電池數據CAN1；與車載監控設備通訊，將電池信息送面板顯示CAN2；與充電機通訊，安全實現電池的充電RS-4

14、85 ；便攜式設備實現電池管理系統的初始化、故障診斷和定位等功能人性化的PC機監控界面，實現數據的分析和數據庫管理。技術指標電壓檢測誤差：& 0.5%溫度測量誤差：1C (-40-125 C)電流測量精度： 0.5% (-300A 300A)SOCM量誤差：V 8%工作溫度： -25-75 電池管理系統的機械尺寸BMS勺中央控制器和檢測模塊的外形和機械尺寸一致，基本參數如下：外形尺寸： 300*200*45 (單位：mm)固定孔尺寸： 220*187 (單位：mm)安裝位置：BMS僉測模塊安裝位置：電池箱前面板。BMS中央控制器安裝位置：車輛尾部高壓倉內。主板尺寸從板尺寸6安裝操作每套電池管理

15、系統由一臺中央控制模塊（或稱主機）和io個電池檢測模塊（或稱從機）組成。（1）中央控制模塊中央控制模塊的配線參見圖7。圖7中央控制模塊配線原理1）插頭定義可見，電池管理系統主機與整車共有4個連插頭，接口形式和定義分別如下：插頭1 :插頭2:插頭3 :插頭4:2）電池管理系統主機布線要求2電池總正、總負、分流器正、分流器負以及24V電源線應采用1mm局溫導線連接。485通信線應采用雙絞屏蔽線連接。CAN1和CAN2通信線應采用雙絞屏蔽線連接。電源線及通信線應盡量遠離強電部分，以減少干擾。車輛生產廠家應負責所有配線工作直到和電池管理連接的插頭處，由電池管理廠家負責插頭到電池管理 的連接。電流檢測用

16、分流器由電池管理廠家提供，由車輛生產商負責安裝。24V+采用紅色，24V-采用黑色，所有通信線的正負應用不同顏色區分。（2）電池檢測模塊電池箱面板電池檢測模塊布局參見圖8。圖8電池箱面板電池檢測模塊布局圖管理系統、電池箱號、電池號的對應關系管理系統編號電池箱號電池號管理系統編號電池箱號電池號111 8229 163317 244425 325533 406641567757 728873 889989 96101097 104圖9 電池箱正面視圖圖10電池箱俯視圖圖11小電池箱管理系統與端子排連接圖圖12大電池箱管理系統與端子排的連接圖13小電池箱采集和安普線與端子排的連接圖14大電池箱采集和

17、安普線與端子排的連接圖15小電池箱俯視圖（帶電池）圖16大電池箱俯視圖（帶電池）小電池箱采集線與電池的連接示意表采集和安普線號8-A18-A28-A38-A48-A5電池極柱號極柱1極柱3極柱5極柱7極柱8采集和安普線號8-A68-A78-A88-A98-A10電池極柱號極柱9極柱10極柱12極柱14極柱16大電池箱采集線與電池的連接示意表采集和安普線號16-A116-A216-A316-A416-A5電池極柱號極柱1極柱3極柱5極柱7極柱9采集和安普線號16-A616-A716-A816-A916-A10電池極柱號極柱11極柱13極柱14極柱16極柱17采集和安普線號16-A1116-A12

18、16-A1316-A1416-A15電池極柱號極柱19極柱20極柱22極柱24極柱26采集和安普線號16-A1616-A1716-A18電池極柱號極柱28極柱30極柱322)手動檢測安普插頭定義大箱（16節電池），21芯安普插頭定義1點：16-B12點：16-B23點：16-B34點：16-B45點：16-B56點：16-B67點：16-B78點：16-B89點：16-B910點：16-B1011點16-B1112 點：16-B1213 點：16-B1314 點：16-B1415 點：16-B1516點16-B1617 點：16-B1718 點：16-B1819 點：20點：CANH21點CA

19、NL小箱（8節電池），21芯安普插頭定義1點：8-B12點：8-B23點：8-B34點：8-B45點：8-B56點：8-B67點：8-B78點：8-B89點：8-B910點：8-B1011點12點：13點：14點：15點：16點17點：18點：19點：20點：CANH21點CANL3）溫度傳感器安裝數量和位置電池的總正、總負接插件處處安裝2個溫度傳感器（對應編號1和6）;在電池的中部電池極柱上安裝2個溫度傳感器（對應編號 2和5）。進風口和出風口安裝 2個溫度傳感器（對應編號 3和4）;每個電池箱總共 6個。4）風扇連接圖每箱電池的風扇采用如圖12所示的并行連接方式。圖12風扇接線圖5）電池管

20、理系統從機布線要求電壓檢測線采用1mm高溫導線，由電池箱組裝單位負責連接線到端子排之間的連接線，由電池管理生產單位負責電 池管理和端子排的連接線。溫度檢測線由電池管理生產單位提供溫度傳感器及連接線，由電池箱組裝單位負責溫度傳感器安裝和到端子排的配 線工作。溫度線屏蔽層應接車身。電源線24V電源線采用1mrm高溫導線，正線用紅色、負線用黑色，由電池箱組裝單位負責連接線到端子排之間 的連接線。485通信線采用0.3 mm2以上兩芯屏蔽雙絞線，通信線屏蔽層應接車身。風扇控制采用1mm2 高溫導線，由電池箱組裝單位負責連接線到端子排之間的連接線，由電池管理生產單位負責電池管理和端子排的連接。7 電池管

21、理故障報警閥值設置主板參數 TOC o 1-5 h z 1、設置不均衡閥值：溫度閥值：5 oC電壓閥值： 0.1V2、設置嚴重故障閥值：溫度閥值：50 oC電壓閥值上限：4.25V （冬）或4.23V （夏）電壓閥值下限：3.3V3、設置最高電壓（充電）：電壓閥值：4.25V （冬）或4.23V （夏）4、設置不匹配參數：5、設置總電壓閥值：6、設置總電流閥值：設置從板參數1、設置風機溫度：電壓閥值： 0.5V電壓上限閥值：437V電壓下限閥值：347V最大充電電流：150A最大放電電流：300A開風機溫度閥值：40 oC關風機溫度閥值：30 oC參數說明設置主板參數1、設置不均衡閥值： 電壓

22、閥值 - 當某節電池的電壓與整組電池的平均電壓相差大于此值時，管理系統報警溫度閥值 - 當某個溫度點的溫度與所有溫度的平均值相差大于此值時，管理系統報警2設置嚴重故障閥值： 溫度閥值 - 當某個溫度點的溫度高于此值時，管理系統報警電壓閥值上限-當某節電池的電壓高于此值時，管理系統報警電壓閥值上限-當某節電池的電壓低于此值時，管理系統報警3設置最高電壓（充電）： 電壓閥值 - 電池管理與充電機配合充電時，單體電壓控制的上限值4設置不匹配參數：電壓閥值 - 電池管理系統的箱與箱平均電壓相差超過此值時，管理系統報警5設置總電壓閥值：電壓上限閥值- 電池組總電壓高于此值時，管理系統報警電壓上限閥值-

23、電池組總電壓低于此值時，管理系統報警6設置總電流閥值： 最大充電電流- 電池管理系統測量的反向電流值高于此值時，管理系統報警最大放電電流- 電池管理系統測量的正向電流值高于此值時，管理系統報警設置從板參數1設置風機溫度： 開風機溫度閥值- 電池管理系統從機測量的溫度超過此值時，管理系統打開風扇關風機溫度閥值- 電池管理系統從機測量的溫度低于此值時，管理系統關閉風扇車載煙塵報警器在車輛行駛過程中由于路況復雜及電池本身的工藝問題 , 電池可能由于過熱、擠壓和碰撞等原因而導致電池出現冒煙或著火等極端惡劣的事故發生，若不能及時發現并得到有效的處理，勢必導致事故的進一步擴大，給周圍電池、車輛以及車上人員

24、構成威脅，嚴重的影響到車輛運行的安全性。為防患于未然, 在每個電池箱和車輛后倉內安裝煙塵檢測裝置是必要的。1 系統特點煙塵報警器具有如下特點：低功耗設計；光電式結構；故障聲光報警和定位；高靈敏度；采用與車輛電源兼容的 24V 報警信號輸出；獨立式電源設計；24 小時不間斷報警功能。系統原理煙塵報警系統由煙塵報警器和控制器兩部分組成。其中煙塵報警器分散安裝于各電池箱及車后艙內用于煙塵檢測 , 發出報警信號。 控制器安裝于司機控制臺左側 , 保證司機能夠及時發現， 能接收報報警器發出的警信號， 在接收到報警信號時迅速發出聲光報警和故障定位。報警器采用 9V 堿性或碳性電池供電, 保證其在 24 小時都在正常工作。 報警信號采用車上24V 蓄電池電源 ,該路電源單獨供應, 保證了報警系統工作的獨立性。分散的報警器通過內部的煙塵傳感器檢測煙塵濃度， 輸出形式為繼電器觸點。 繼電器公共節點接+24V 電源 ,當煙塵濃度未達到限量時，報警器內部控制器控制繼電器輸出為開