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新能源汽車電池管理測試系統

一、系統配置

1.鋰電池動力電池組1個；2.電池管理主控制器ECU（BMU Master）1個；3.電池管理從控制器ECU（BMU Slave）2個；4.溫度傳感器4個；5.散熱風扇2個；6.PTC加熱模塊2個；7.煙霧傳感器2個；8.DC-DC電源轉換器1個；9.高壓電池包直流充電機1個；10.高壓200A主正、負接觸器共2個；11.高壓200A高壓熔斷器2個；12.低壓12V鉛酸電池1個；13.檢修/維修開關1個；14.高壓分配盒1個；15.具備32寸信息交互顯示屏1個；16.具備充電、放電接口與測試孔；17.配套汽車CAN總線仿真開發(fā)工具1套

二、系統參數

1.鋰電池動力電池組：1）電芯類型：磷酸鐵鋰電池；2）電芯封裝：方形金屬封裝；3）電芯單體容量：≥50Ah；4）成組結構：2P20S（分為2個2P10S電池包串聯）；5）電池包封裝：獨立，防插反、短路結構封裝；6）具備高壓大功率連接器接口及線束1套；7）具備電池組內單級電壓測量接口，接口具備防短路功能；8）電芯放電倍率：≥1C

2.電池管理主控制器：1）核心控制器：飛思卡爾半導體汽車專用微控制器MC9S12XEP系列芯片，至少512KB Flash，至少16KB RAM，具備通信專用X-GATE功能，滿足電池管理系統主控制器的控制和協議轉換等功能需求；2）電源芯片：英飛凌半導體汽車級TLE4471-2，3路穩(wěn)壓電源輸出，具備欠壓和電源接通復位功能，具備硬件看門狗功能，具備過壓保護、過溫保護等；3）高壓電壓采集與隔離芯片：美國德州儀器公司隔離與高精度采樣芯片ADuM5401、ADS1220；4）功率驅動芯片（驅動風扇、繼電器、加熱器等）：英飛凌半導體汽車專用驅動芯片BTS5020-2，具備智能2路高邊帶開關，帶短路保護、過溫保護、過流保護和診斷功能；5）具備3路高速CAN總線接口：BMS內部CAN總線1路、外部CAN總線1路、預留CAN總線1路，都具有通信線共模干擾抑制電路設計；

3.電池管理從控制器：1）核心控制器：飛思卡爾半導體汽車專用微控制器MC9S12XS系列芯片，至少128KB Flash，至少8KB RAM，具備SPI、CAN總線通信接口，滿足電池管理系統從控制器設計要求；2）電池管理專用芯片：凌特半導體（現隸屬于亞德諾半導體）電池管理系統專用芯片LTC6811，具備最高可管理12級串聯電池（每級電池電壓范圍0~5V）組的能力，能進行電池電荷的被動均衡；3）隔離電壓源：采用隔離穩(wěn)壓電源模塊，額定輸入12V DC，輸出9V DC，輸入輸出完全電氣隔離，無公共地線，滿足新能源電動汽車低壓供電與動力電池組高壓電源之間的完全電氣隔離設計需求，并可實現多級電池組串聯和全部采用+12V低壓供電的需求；4）MCU與外圍電壓源：2個英飛凌半導體汽車專用電源芯片TLE4271-2G，具備過流、過溫保護功能，并具備復位輸出功能；2個電源芯片分別為單片機供電及外部傳感器供電，采用2個獨立電源設計，滿足汽車電控系統診斷設計功能要求；5）隔離CAN總線通信；采用隔離CAN總線通信模塊，高速CAN總線收發(fā)器物理層，內置電源、光耦隔離電路，CAN總線收發(fā)器與MCU內的控制器完全電器隔離，滿足多級電池組和電池管理系統模塊串聯使用要求；

4.溫度傳感器：1）類型：NTC；2）精度：1%

5.散熱風扇：1）額定電壓：12V；2）功率：1W；3）額定轉速：4800RPM；

6.PTC加熱模塊：1）額定電壓：12V；2）最大功率：20W；3）恒溫溫度：60℃；4）發(fā)熱材料：PTC；

7.煙霧傳感器：1）供電電壓：5V DC；2）開關量輸出：1路；3）模擬量輸出：1路（模擬量輸出到從控制器）；

8.DC-DC電源轉換器：1）輸入范圍：36-72V DC；2）額定輸出電壓：12V DC；3）額定輸出電流：10A；4）高-低壓是否隔離：隔離；

9.高壓分配盒：1）DC-DC熔斷器1個；2）高壓電池組充電機熔斷器1個；3）電機驅動系統熔斷器1個；4）預充電繼電器及電阻1套；5）高壓直流接觸器1個；

10.32寸信息交互顯示屏：1）色彩：真彩色；2）分辨率：≥1920*1080；3）屏類型：IPS硬屏；4）2路高速CAN總線接口；5）低功耗雙核處理器，4GB內存，64GB硬盤；USB接口鼠標與鍵盤；支持ECU程序調用、查看與下載；支持CAN總線數據測量與仿真；

11.提供電池管理單元的ECU電路原理圖、C語言程序源代碼。

三、功能要求

1.電池管理系統主設備具備有充電、放電、加熱、散熱管理功能。主設備與從設備組成電池管理系統內部CAN網絡，根據CAN網絡信息完成電池的充電、放電管理，以及根據溫度、煙霧情況進行加熱、散熱控制與斷電控制等；可與外部其他設備的ECU組成外部CAN網絡，傳遞這些CAN網絡需要的電池管理系統狀態(tài)、故障信息等；

2.電池管理系統從設備主要用于采集串聯電池組的各級電壓，并根據電壓情況對電池組進行被動均衡操作；采集電池組的溫度、煙霧傳感器信息，并將這些信息和電池電壓信息傳遞到電池管理系統內部CAN網絡，以便于電池管理系統主設備進行加熱、散熱、斷電、充電等操作；

3.系統低壓電源由低壓12V鉛酸電池提供+12V低壓電源，為電池管理系統的低壓部分供電，滿足電動汽車電池管理系統的供電設計要求；

4.在學習控制原理的基礎上能進行再設計；提供控制器MCU內部程序的C語言程序源代碼，用戶能夠對代碼進行修改并進行探索性學習，或再次開發(fā)，優(yōu)化控制策略；

5.電池管理系統具備電池組溫度采集、煙霧采集、主動加熱、主動散熱功能；每個電池模組具備過流保護措施，每個電池模組具備獨立測量點，供實驗時使用；電池模組具備絕緣護套端口、防正負極插反設計，防止短路、接反等實驗事故；具備過載保護功能；

6.能結合對原車控制系統進行CAN總線通信協議分析，仿真其控制策略、信號收發(fā)等進行原理性學習和相關知識的擴展應用；

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