基于

OZ890

的电池管理模块的研制

摘　要

介绍了一种基于

O Z890

的混合动力汽车电池管理模块的研制方案

模块包含硬件系统和软件系统两部分

硬件

系统包括电源电路、

数据采集电路、

通信电路、

RS 232

通信电路、

CAN

通信电路、

通信隔离电路

;

软件系统包括

数据采集

处理程序、

CAN

发送

接收程序、

串口发送

接收程序、

SoC

估算程序、

故障诊断程序、

周期中断服务程序、

下溢中断服务程序。

模块实现了对动力电池的监控和保护。

关键词

电池管理模块

;CAN

通信

;

周期中断

;

下溢中断

Design of Battery Management Module Based on OZ890

Abstract :A battery management module applied to hybrid elect ro nic vehicle is described in t his paper. The hardware co m

p rises power circuit ,data acquisitio n circuit ,co mmunicatio n circuit of I

C , CAN and RS232 ,co mmunicatio n isolatio n circuit .

The software co mp rises data acquisitio n p ro gram , CAN sending/ receiving p rogram , RS232 sending/ receiving p ro gram , SoC

estimating p ro gram , failure diagno sing p rogram , perio dic interrup t and underflow interrup t p ro gram. This module realizes

mo nito r ,co nt rol and p rotectio n fo r t he battery.

Keywords : battery management module ;CAN bus co mmunicatio n ;periodic interrupt ; underflow interrupt

0 　引　言

电池管理模块 (Battery Management Module) 是电

动汽车必不可少的核心部件。它能够对蓄电池组进行
安全监控和有效管理 ,提高蓄电池的使用效率和可靠
性 ,延长电池的使用寿命。电池管理模块可以检测混合
动力电动汽车电池的充放电电流、

总电压、

单体电压 ,估

算电池荷电状态 ( State of Charge) 在汽车启动和加速
时提供能量 ,刹车时电池组能回收能量。电池管理技术
是电动汽车发展的关键技术之一。

1 　电池管理模块的功能

电池管理模块具有数据采集、

电池荷电状态和可用

功率估算、

电池组均衡控制、

热管理、

各种通信以及故障

诊断功能。

1. 1 　数据采集

单体电压的采集使用凹凸科技公司的电池专用采

集转换芯片 OZ890

[ 1 ]

,它具有 13 位模/ 数转换 ( ADC)

模块 ,可以完成前端单体电压的数据采集任务 , 1 片

O Z890 最多能够采集 13 节锂离子电池单体电压或 3 个

模块的镍氢电池模块电压。总电压、

电流和温度由 TI

公司的 DSP 芯片 TMS320L F2407A

[ 2 ]

来完成 ,它具有

16 通道的 10 位模/ 数转换 (ADC) 模块。

1. 2 　电池 So C 估算

So C 是反映电池性能的重要参数 ,也是车辆控制系

统进行能量输入/ 输出的判断依据。SoC 的准确估算可
以保护电池 ,防止电池的过充过放 ,同时使整车做出合
理的控制策略 ,达到节能的目的。由于 SoC 与电池的
多个参数有关 ,且具有较强的非线性 ,因此 SoC 的准确
估算是目前国内外研究的一个难题。该模块利用卡尔

曼滤波法估计 SoC ,卡尔曼滤波把被估计量作为系统的
状态 ,用系统状态方程来描述状态的转移过程 ,各时刻
之间的状态相关函数 ,可以根据状态方程的转移特性来
描述 ,解决非平稳随机过程估计的困难。通过实际测量
的电池电压与预估 SoC 建立的观测方程所得到的电压
之差 ,对预估 SoC 进行修正得到优化估计值 ,作为当前

So C 值。

1. 3 　电池组均衡控制

单体电池的容量、

内阻等电池参数存在差异 ,并随