孫志剛，趙春

（張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 張家口 075000）

遠(yuǎn)程監(jiān)控電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案研究

孫志剛，趙春

（張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 張家口 075000）

文章介紹了BMS 選擇的 CAN 總線高層協(xié)議，定義了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)使用的 CAN 總線應(yīng)用層協(xié)議，基于無(wú)線傳輸原理，設(shè)計(jì)選擇服務(wù)器公網(wǎng)IP的聯(lián)網(wǎng)方案，并提出了具體的用于電池管理系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

汽車(chē)；電池；監(jiān)控

CLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)07-26-02

1、電池管理系統(tǒng)(BMS)

電池管理系統(tǒng)，顧名思義是用來(lái)管理電池的以便電池能夠維持更好的狀態(tài)，穩(wěn)定工作

是在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中或者充電過(guò)程中可靠的完成對(duì)電池，對(duì)電池的電壓、電流、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)還進(jìn)行漏電檢測(cè)、熱管理，并通過(guò)CAN 總線接口與車(chē)載總控制器、電機(jī)控制器、能量控制系統(tǒng)、車(chē)載顯示系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。以便采用更加合理的控制策略，達(dá)到有效且高效使用電池的目的一個(gè)系統(tǒng)。

2、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸終端應(yīng)具備的特點(diǎn)

本文考慮到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸終端應(yīng)具備如下特點(diǎn)：（1）通過(guò) CAN 接口實(shí)現(xiàn)與電池管理系統(tǒng)的通信（2）數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程可靠，系統(tǒng)要穩(wěn)定（3）通信覆蓋范圍廣（4）無(wú)線通信方式（5）通信成本低。故在保持電池管理系統(tǒng)原有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，為其增加遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，在電池管理系統(tǒng)主控器上直接連接車(chē)載數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸終端，車(chē)載數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸終端模塊是獨(dú)立的，將監(jiān)控到的電池狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)直接上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

2.2 BMS 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

本文所設(shè)計(jì)的電池管理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)控中心軟件、GPRS 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸終端模塊與電池管理系統(tǒng)構(gòu)成。示意圖如圖1。

圖1

BMS是被監(jiān)控的對(duì)象和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的來(lái)源，作為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的主體；其主控器通過(guò)與各個(gè)分布式功能模塊進(jìn)行通信獲取電池運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)等數(shù)據(jù)。

GPRS DTU為BMS與上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，作為?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的中心；遠(yuǎn)程監(jiān)控中心直觀的面向用戶(hù)，BMS數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的協(xié)議解析，用戶(hù)進(jìn)而可以通過(guò)直觀數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而且該遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)還具備回放功能。

圖2 GPRS DTU 在BMS系統(tǒng)中的連接方式

2.3 制定CAN 總線應(yīng)用層協(xié)議

圖3 通信數(shù)據(jù)格式定義

本文定義了通信中傳輸?shù)膮?shù)格式，確定了參數(shù)組內(nèi)容，分別是數(shù)據(jù)名稱(chēng)、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、分辨率、偏移量、數(shù)據(jù)范圍、類(lèi)型。確定主控器網(wǎng)絡(luò)地址為 158，160為遠(yuǎn)程傳輸終端模塊地址，監(jiān)控的參數(shù)分別為電池總電壓、、單體最高電壓、單體最低電壓、電池 SOC、電池電流、電池溫度等。如圖3。

2.4 系統(tǒng)組網(wǎng)方案

選擇服務(wù)器公網(wǎng) IP 的聯(lián)網(wǎng)方案，網(wǎng)絡(luò)之間通信是以公網(wǎng)IP地址進(jìn)行識(shí)別，并將該 IP 地址作為DTU 的目IP 地址，用戶(hù)需要遠(yuǎn)程連接，直接利用公網(wǎng)IP進(jìn)行遠(yuǎn)程桌面，就可以連接到對(duì)應(yīng)的主機(jī)進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)服務(wù)器為監(jiān)控中心提供數(shù)據(jù)，GPRS DTU模塊可以自動(dòng)撥號(hào)與公網(wǎng)建立連接將數(shù)據(jù)完整的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。此種連接方案的優(yōu)點(diǎn)是配置靈活、開(kāi)放性好、安全可靠、性能優(yōu)良、擴(kuò)展方便、易于調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，監(jiān)控中心可以通過(guò)操作監(jiān)控畫(huà)面清楚地了解電池的運(yùn)行數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)是公網(wǎng)IP可以被網(wǎng)絡(luò)上其他設(shè)備訪問(wèn)，安全性不能保證，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用也高。

[1] 何海洋.基于GPRS技術(shù)的放射源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].浙江大學(xué),2012.

[2] 胡瑤.基于CAN、GPRS技術(shù)的電動(dòng)汽車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].武漢理工大學(xué),2012.

Remote monitoring electric car battery management system design research

Sun Zhigang, Zhao Chun
( Zhangjiakou vocational and technical college, Hebei zhangjiakou 075000 )

the article describes the bus selected can bus high-level agreement, defines the remote monitoring system used c an bus application layer protocol based wireless transmission principle, design selection servers the public IP networking pr ogram, and put forward a specific for battery management system of remote monitoring system design.

car; battery; monitor

U469.7

：A

：： 1671-7988 (2017)07-26-02

孫志剛，講師，碩士，就職于張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院。主要研究方向汽車(chē)電控技術(shù)。趙春，副教授，碩士，就職于張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院。主要研究方向汽車(chē)電控技術(shù)。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.07.011