电动汽车动力电池组管理系统设计

摘　要：

提出了一套集中 / 分布式动力电池组管理系统的整体设计方案。以单片机 STC12C5616AD 和 STC12C5A16AD 为核心

处理器 , 设计出一个体积小和成本低的系统。本系统可以实时监测电池组电流、电池组电压、单电池电流、单电池电压及单电池温
度等参数。并利用硬件和软件抗干扰等技术来提高系统运行的稳定性。经长时间运行时测得数据精度可达到 1%，同时可靠性和稳
定性均满足电动汽车应用要求。

关键词：

电动汽车；动力电池；电池管理系统

Design on Power Battery Management System for Electric Vehicle

【

Abstract】 A kind of centralized/distributed management system for power battery packs was proposed. The small size and low cost 

of the system based on STC12C5616AD and STC12C5A16AD MCU as the core processor was designed. And this system monitors various 
operating parameters of the power battery in real time such as generatrix voltage, generatrix current, sing le battery voltage, sing le battery 
temperature. To improve the stability of the system operation that using hardware and software anti-interference technology. The system 
can keep running normally for long time and accuracy of measurement modules which takes up little additional space can reach 1%, and the 
reliability and the stability were qualified for electric vehicle applications. 

【

Key words】Electric vehicle; Power battery; Battery management system

0　引言 

汽车产业蓬勃发展，使得人类的出行变得方便。不过随着

汽车数量的增多，汽车的对资源的消耗和环境的污染也日渐突

出。而电动汽车的节能和（无）低污染受到各国的重视。电动

汽车分为纯电动汽车和混合动力汽车。而混合动力车是汽车

到电动汽车的过度。近年开发出新型动力电池，使纯电动汽车

具备了产业化生产的条件。同时如何充分利用蓄电池的能量

成为了一个课题。电源管理系统解决这一难题

[1-2]

。

本文设计的电池管理系统可以测量电池的电压、温度和充

放电电流，并查看电压状态控制电池的充放电，根据温度状态

检测电池当前的状度，根据电流大小提供充放电保护。电池管

理系统的控制部分主要是依据采集的电压状态而选择充放电

方式，并且在产生过压、过流、欠压状态时对电池进行保护，防

止电池损坏。通信接口采用 485 总线技术实现上位机与下位

机之间信息交换。

1　电池管理系统的结构

本系统采用了集中 / 分布式管理方法，该方法是综合了

分布式和集中式两种方法，实现了局部集中，整体分布。分布

式管理将各个电池对应各自模块独立进行检测，这样提高了精

确度。这种使用电子器件较多，成本较高，功耗大。而集中式

管理是将所有电池使用一个模块轮流进行检测，这样节省了成

本。这种方式的弊端是单电池数量较多时使用的信号线多，测

量精度降低，且将所有电池信号监测一次所需时间较长，影响

了系统的实时性

[3]

。

集中 / 分布式管理系统保证系统精确度的同时又控制了

系统的成本。  系统的结构框图如图 1 所示，将电动汽车所用

的蓄电池分为 22 组，每组 4 快单电池，每组电池都有一个下位

机对其组电池电压及其温度进行实时监测、运算。在整个电池

组的一端附加有一个电流监测模块与上位机通信。带有 LCD

显示模块的上位机位于驾驶室内，通过 485 总线与各个下位机

通信。本系统还带有一些附加功能，如电动汽车的速率测量，

时钟显示，掉电数据保存，打印机等功能。还带有 CAN 接口可

与电动汽车其它控制部分通信。这一方案尽管采用了较多的

监测模块，但每个模块都小巧轻便，可以做到将电压信号和温

度信号同时处理，

不仅成本低，

又保证系统的实时性。