摘要：近年來(lái)，人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，使得新能源汽車必將成為逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油汽車的全新交通工具，而對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部的電池組則是整個(gè)汽車構(gòu)造中的核心所在，為了確保電池管理能夠滿足新能源汽車的使用要求，就需要科學(xué)設(shè)計(jì)電池管理采集子系統(tǒng)，明確科學(xué)的控制方法。鑒于此，本文便對(duì)新能源汽車電池管理采集子系統(tǒng)及其控制方法開展深入的研究。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;電池管理;采集;控制方法

引言：

一直以來(lái)，由于汽車都是以燃油作為驅(qū)動(dòng)原料的，而燃油在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體，這些有害氣體在排放到外界后便會(huì)嚴(yán)重污染空氣。因此為了解決空氣污染問(wèn)題，就必須要利用其他能源來(lái)代替燃油能源，這也使新能源汽車得以應(yīng)運(yùn)而生。因新能源汽車主要是以電力為驅(qū)動(dòng)，因此加強(qiáng)其電池管理是非常必要的，需要確保汽車在行駛過(guò)程中能夠?qū)﹄姵氐氖褂眯畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并采取科學(xué)的控制方法來(lái)確保電池的合理使用。為此，以下便對(duì)新能源汽車的電池管理采集子系統(tǒng)的構(gòu)造進(jìn)行探討，在此基礎(chǔ)上分析其具體的控制方法。

一、新能源汽車電池管理采集子系統(tǒng)的構(gòu)造

在新能源汽車電池管理采集子系統(tǒng)中需要應(yīng)用到均衡處理算法與均衡算法識(shí)別，在該子系統(tǒng)中包含有多種模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)其采集功能，具體有MCU模塊、單體電壓采集/放電電路、溫度采集模塊、LTC6802模塊、CAN通信模塊、整組與半組采集電路、地址設(shè)置模塊、數(shù)字光耦隔離模塊以及電源管理模塊。在電源管理模塊中，其主要是對(duì)電池中的電源進(jìn)行管理，該模塊包含有12V轉(zhuǎn)5V的電源處理電路以及12V的電源處理電路。在單體電壓采集/放電電路中則由電池均衡放電電路與RC濾波器兩個(gè)部分組成，其中電池均衡放電電路包括穩(wěn)壓二極管D3、電阻R4、電阻R6以及三級(jí)管Q2所組成，RC濾波器則包括電容C2與電阻R5。在整組與半組采集電路中，其是由兩組分壓電阻網(wǎng)絡(luò)所組成，每組分壓電阻網(wǎng)絡(luò)均由六個(gè)電阻所構(gòu)成。在溫度采集電路中，則包括兩個(gè)分路的溫度采集電路，這兩個(gè)分路是相同的，其分別對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的外端口，并且各個(gè)分路中的溫度傳感器均為8個(gè)。在新能源汽車電池管理采集子系統(tǒng)中，MCU模塊中包含有8位微控制器，而標(biāo)準(zhǔn)芯片則是R8C21237芯片，外設(shè)于R8C21237芯片的主要有16位定時(shí)器、電壓檢測(cè)電路、檢測(cè)定時(shí)器、8位多功能定時(shí)器、振蕩器、時(shí)鐘同步串行接口以及上電復(fù)位電路，此外還設(shè)有芯片選擇時(shí)鐘同步串行接口、UART、10位A/D轉(zhuǎn)換器、IIC總線接口，模塊則配備了CAN模塊以及LIN模塊，其中MCU模塊的工作最大頻率可達(dá)到20MHz，I/O引腳則包括48個(gè)，數(shù)據(jù)閃存在子系統(tǒng)中的嵌入數(shù)量為2塊。在新能源汽車電池管理子系統(tǒng)中，大量的電池組單元和溫度傳感器單元都與中央控制器相連，并且風(fēng)扇、顯示屏、車身搭鐵、高壓繼續(xù)器、電機(jī)控制器、電阻絲、分流器、充電器也同樣與中央控制器進(jìn)行連接，以便于中央控制器對(duì)這些元件進(jìn)行控制。在中央控制器中，其CAN節(jié)點(diǎn)共有四路，并且各個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)均和對(duì)應(yīng)的4個(gè)電池管理采集裝置相連接，這就使其能夠最高完成256個(gè)溫度采集、192節(jié)單體電池電壓采集、16個(gè)半組電壓采集和16個(gè)整組電壓采集的工作。

二、新能源汽車電池管理采集子系統(tǒng)的控制方法

對(duì)于新能源汽車電池管理采集子系統(tǒng)的控制方法來(lái)說(shuō)，其具體控制步驟如下：第1步，新能源汽車在通電后會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)電池管理采集子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)會(huì)將內(nèi)部電池管理模塊進(jìn)行啟動(dòng)，并為L(zhǎng)TC6802模塊提供電能，同時(shí)初始化MCU模塊中的R8C21237芯片、外圍設(shè)備和狀態(tài)設(shè)定。第2步，對(duì)兩個(gè)16位定時(shí)器進(jìn)行初始化，具體定時(shí)分別為20ms與50ms。第3步是MCU模塊會(huì)利用SPI總線將采集命令發(fā)送到LTC6802模塊的A/D轉(zhuǎn)換電路中，以此對(duì)12路單體電壓、半組以及整組電壓進(jìn)行模擬信號(hào)采集，然后進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，使其成為數(shù)字信號(hào)，這些過(guò)程都會(huì)在20ms的計(jì)時(shí)期間完成。第4步是每間隔20ms都會(huì)在MUC模塊寄存器標(biāo)志位置位進(jìn)行計(jì)時(shí)，此時(shí)程序會(huì)采取中斷響應(yīng)措施，如不采取該措施則會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至第10步驟。第5步是程序在中斷響應(yīng)以后，會(huì)對(duì)定時(shí)器進(jìn)行重新初始化，以此開始新一輪的計(jì)時(shí)。第6步是MCU模塊會(huì)對(duì)LTC6802模塊中的電壓值進(jìn)行獲取，然后對(duì)LTC6802模塊采集以及A/D軟換電壓數(shù)據(jù)功能進(jìn)行再次啟動(dòng)。第7步是MCU模塊對(duì)溫度傳感器的檢測(cè)數(shù)值進(jìn)行讀取。第8步對(duì)采集兩次標(biāo)志置位進(jìn)行判斷，以確定電壓、溫度等數(shù)據(jù)的采集次數(shù)是否達(dá)到兩次，如果達(dá)到兩次則進(jìn)行第9步，如未達(dá)到兩次則進(jìn)行第10步。第9步是進(jìn)行新一輪的采集次數(shù)標(biāo)定，并對(duì)數(shù)據(jù)的兩次采集平均值進(jìn)行計(jì)算，程序達(dá)到20ms定時(shí)后進(jìn)行自動(dòng)中斷響應(yīng)。第10步是在50ms計(jì)時(shí)期間，程序在達(dá)到50ms時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行中斷響應(yīng)，如未中斷響應(yīng)則進(jìn)行第13步。第11步是中斷響應(yīng)后會(huì)對(duì)定時(shí)為50ms的定時(shí)器進(jìn)行重新初始化，以便于重新進(jìn)行新一輪的計(jì)時(shí)。第12步是MCU模塊利用CAN通訊模塊對(duì)各路電壓及溫度的平均值進(jìn)行計(jì)算，然后發(fā)送至中央控制器。第13步是對(duì)CAN通訊模塊的命令響應(yīng)性進(jìn)行判斷，如該模塊響應(yīng)，則執(zhí)行第14步，反之則執(zhí)行第15步。第14步是實(shí)施標(biāo)定處理。第15步是對(duì)采集的數(shù)據(jù)能否達(dá)到均衡處理算法的執(zhí)行要求進(jìn)行判斷。第16步是對(duì)均衡算法識(shí)別進(jìn)行執(zhí)行。第17步是對(duì)能否實(shí)施均衡處理進(jìn)行判斷。第18步是對(duì)均衡處理算法進(jìn)行執(zhí)行。第19步是當(dāng)系統(tǒng)需要低功耗運(yùn)行時(shí)，采集子系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)斷電，并執(zhí)行第4步，以使程序能夠循環(huán)運(yùn)行。

三、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)新能源汽車電池管理采集子系統(tǒng)及其控制方法進(jìn)行了闡述，當(dāng)然，在此過(guò)程中仍舊有許多細(xì)節(jié)有待完善，而這便需要更多的研究人員能夠集思廣益，充分發(fā)揮創(chuàng)新精神，以此設(shè)計(jì)出更加先進(jìn)的電池管理采集子系統(tǒng)，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)在新能源汽車方面的技術(shù)進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]侯海. 新能源汽車電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析[J]. 南方農(nóng)機(jī)，2020，51（14）：177-178.

[2]王志辛. 新能源汽車電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)研究[J]. 價(jià)值工程，2019，38（01）：108-110.

作者簡(jiǎn)介：李興強(qiáng)（1989年1月），性別：男，民族：漢，籍貫：四川，學(xué)歷：大學(xué)本科，畢業(yè)院校：重慶三峽學(xué)院，畢業(yè)專業(yè)：機(jī)械制造與設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化，研究方向：汽車新能源技術(shù)，工作單位：重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院.