低压电器｛２．０１０１№１１）

・智能电器及计算机应用・

电方法对电池进行充电；电池均衡系统和温度管

理系统保证在充放电过程中所有单体电池不过充

电、不过放电和不过温；电池的状态检测系统包括

对单体电池电压、电流、温度等信息的采集以及根

据这些参数来判断电池的状态。因此，一套完整

的电池管理系统应具备以下功能¨Ｊ：

（１）动态监测动力电池组的工作状态。即实

时采集电动汽车蓄电池组中每块电池的端电压、

温度、充放电电流以及电池包总电压。当电池组

的温度过高，非正常工作时，及时报警，以保证蓄

电池正常工作。

（２）预测电池荷电状态（Ｓｔａｔｅ

ｏｆ

Ｃｈａｒｇｅ，

ＳＯＣ）。随时预报储能电池的剩余电量或储能电

池的荷电状态，使电池ＳＯＣ值工作范围控制在

３０％一７０％。

（３）单体电池间的均衡管理。均衡管理系统

是电池管理系统的重要组成部分，其功能是对各

蓄电池单体在充放电方法上采取措施（如放电补

流），使各蓄电池能够同时到达充电终止电压或

者放电终止电压。

（４）通信功能。实现电池管理系统与车载设

备或非车载设备之间的通信。

２

系统硬件设计

该设计方案的状态检测系统包括电池组单体

电压、电池单体温度、环境温度、串联电池组电流

检测Ｈ剖，如图２所示。电压检测部分有２４路电

压采样通道，通过采样电路进入Ａ／Ｄ转换模块同

时进行采集，保证各单体电池的一致性。电池温

度信号采样使用热敏电阻，与电桥电路结合，将温

度信号反应为电压信号，环境温度的采样使用集

成温度传感器，温度采集的主要作用是为电池管

理系统的数据处理提供修正依据。将所有这些电

池信号采人ＤＳＰ后进行数据的分析、计算。

封瑚Ａ／Ｄ∞钭啪，

剽７３３６０罔０８Ｐ２４０７

怨器船ｐ Ｉ存储器Ｉ

ｌｕｓＢ通信接口

一３２一

图２系统硬件设计方案

ＣＡＮ通信电路用来实现电池管理系统与中

央控制系统的通信。电池管理系统把电池的电

压、电流、温度、电池剩余电量（ＳＯＣ）以及相关报

警信息通过ＣＡＮ总线发送到中央控制系统，进行

电池组状态的检测显示。为了实现电池管理系统

在实时处理数据的同时能够存储数据，还设计了

ＵＳＢ通信电路。同时，为了不影响ＤＳＰ系统正常

工作时的状态，特别增加了８９Ｃ５２单片机作为

ＵＳＢ通信的控制器。

为了达到２４路电池单体同时采样的目的，采

用６通道通用前端处理器ＡＤ７３３６０，并且采用４

片级联。ＡＤ７３３６０在级联模式下，通过串行外设

接口ＳＰＩ模式进行数据传输。ＡＤ７３３６０工作在主

动方式，因此，ＤＳＰ的ＳＰＩ口必须工作在从动

方式。

３

系统软件设计

ＡＤ７３３６０最大允许８片级联，其内部有８个

控制寄存器（ＣＲＡ、ＣＲＢ、ＣＲＣ、ＣＲＤ、ＣＲＥ、ＣＲＦ、

ＣＲＧ、ＣＲＨ），通过对上述８个控制寄存器的配置

来完成ＡＤ转换采样率、同步串行口波特率、片内

基准电压及供电电源等参数的设定…。ＡＤ７３３６０

复位后，同步串口工作在编程模式，可向其写入控

制字，当最后一个控制字写完后，ＡＤ７３３６０进入数

据模式，此时开始发送采样数据。

４片ＡＤ７３３６０级联时程序设计的关键在于控

制字的输出必须交替进行，即先输出片４的一个

控制字，接着依次输出片３、片２、片１的一个控制

字，顺序不可颠倒，直到所有的控制字发送完毕。

根据ＤＳＰ输出数据的流程，其发出的控制字先到

达片１，片１接到片４的控制字后，验证该控制字

的芯片地址不为０，并将该地址减为ｌ，在下一个

帧同步信号到来时发给片２，而此时片ｌ接到片３

的控制字，依次类推，直到所有的芯片都接收到自

己的控制字。其初始化流程图如图３所示№Ｊ。

初始化程序如下ｉ

ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ

ＣＲ［３２］＝｛

０ｘ９９０５，０ｘ９１０５，０ｘ８９０５，０ｘ８１０５，

Ｏｘ９ａ６０，０ｘ９２６０，０ｘ８ａ６０，０ｘ８２６０，

Ｏｘ９ｉ．８８，０ｘ９３８８，Ｏｘ８１）８８，０ｘ８３８８，

０ｘ９ｃ８８，０ｘ９４８８，０ｘ８ｅ８８，０ｘ８４８８，

Ｏｘ９ｄ８８，０ｘ９５８８，０ｘ８ｄ８８，０ｘ８５８８，

万方数据