新能源汽车电池管理测试系统

一、系统配置

1.锂电池动力电池组1个；2.电池管理主控制器ECU（BMU Master）1个；3.电池管理从控制器ECU（BMU Slave）2个；4.温度传感器4个；5.散热风扇2个；6.PTC加热模块2个；7.烟雾传感器2个；8.DC-DC电源转换器1个；9.高压电池包直流充电机1个；10.高压200A主正、负接触器共2个；11.高压200A高压熔断器2个；12.低压12V铅酸电池1个；13.检修/维修开关1个；14.高压分配盒1个；15.具备32寸信息交互显示屏1个；16.具备充电、放电接口与测试孔；17.配套汽车CAN总线仿真开发工具1套

二、系统参数

1.锂电池动力电池组：1）电芯类型：磷酸铁锂电池；2）电芯封装：方形金属封装；3）电芯单体容量：≥50Ah；4）成组结构：2P20S（分为2个2P10S电池包串联）；5）电池包封装：独立，防插反、短路结构封装；6）具备高压大功率连接器接口及线束1套；7）具备电池组内单级电压测量接口，接口具备防短路功能；8）电芯放电倍率：≥1C

2.电池管理主控制器：1）核心控制器：飞思卡尔半导体汽车专用微控制器MC9S12XEP系列芯片，至少512KB Flash，至少16KB RAM，具备通信专用X-GATE功能，满足电池管理系统主控制器的控制和协议转换等功能需求；2）电源芯片：英飞凌半导体汽车级TLE4471-2，3路稳压电源输出，具备欠压和电源接通复位功能，具备硬件看门狗功能，具备过压保护、过温保护等；3）高压电压采集与隔离芯片：美国德州仪器公司隔离与高精度采样芯片ADuM5401、ADS1220；4）功率驱动芯片（驱动风扇、继电器、加热器等）：英飞凌半导体汽车专用驱动芯片BTS5020-2，具备智能2路高边带开关，带短路保护、过温保护、过流保护和诊断功能；5）具备3路高速CAN总线接口：BMS内部CAN总线1路、外部CAN总线1路、预留CAN总线1路，都具有通信线共模干扰抑制电路设计；

3.电池管理从控制器：1）核心控制器：飞思卡尔半导体汽车专用微控制器MC9S12XS系列芯片，至少128KB Flash，至少8KB RAM，具备SPI、CAN总线通信接口，满足电池管理系统从控制器设计要求；2）电池管理专用芯片：凌特半导体（现隶属于亚德诺半导体）电池管理系统专用芯片LTC6811，具备最高可管理12级串联电池（每级电池电压范围0~5V）组的能力，能进行电池电荷的被动均衡；3）隔离电压源：采用隔离稳压电源模块，额定输入12V DC，输出9V DC，输入输出完全电气隔离，无公共地线，满足新能源电动汽车低压供电与动力电池组高压电源之间的完全电气隔离设计需求，并可实现多级电池组串联和全部采用+12V低压供电的需求；4）MCU与外围电压源：2个英飞凌半导体汽车专用电源芯片TLE4271-2G，具备过流、过温保护功能，并具备复位输出功能；2个电源芯片分别为单片机供电及外部传感器供电，采用2个独立电源设计，满足汽车电控系统诊断设计功能要求；5）隔离CAN总线通信；采用隔离CAN总线通信模块，高速CAN总线收发器物理层，内置电源、光耦隔离电路，CAN总线收发器与MCU内的控制器完全电器隔离，满足多级电池组和电池管理系统模块串联使用要求；

4.温度传感器：1）类型：NTC；2）精度：1%

5.散热风扇：1）额定电压：12V；2）功率：1W；3）额定转速：4800RPM；

6.PTC加热模块：1）额定电压：12V；2）最大功率：20W；3）恒温温度：60℃；4）发热材料：PTC；

7.烟雾传感器：1）供电电压：5V DC；2）开关量输出：1路；3）模拟量输出：1路（模拟量输出到从控制器）；

8.DC-DC电源转换器：1）输入范围：36-72V DC；2）额定输出电压：12V DC；3）额定输出电流：10A；4）高-低压是否隔离：隔离；

9.高压分配盒：1）DC-DC熔断器1个；2）高压电池组充电机熔断器1个；3）电机驱动系统熔断器1个；4）预充电继电器及电阻1套；5）高压直流接触器1个；

10.32寸信息交互显示屏：1）色彩：真彩色；2）分辨率：≥1920*1080；3）屏类型：IPS硬屏；4）2路高速CAN总线接口；5）低功耗双核处理器，4GB内存，64GB硬盘；USB接口鼠标与键盘；支持ECU程序调用、查看与下载；支持CAN总线数据测量与仿真；

11.提供电池管理单元的ECU电路原理图、C语言程序源代码。

三、功能要求

1.电池管理系统主设备具备有充电、放电、加热、散热管理功能。主设备与从设备组成电池管理系统内部CAN网络，根据CAN网络信息完成电池的充电、放电管理，以及根据温度、烟雾情况进行加热、散热控制与断电控制等；可与外部其他设备的ECU组成外部CAN网络，传递这些CAN网络需要的电池管理系统状态、故障信息等；

2.电池管理系统从设备主要用于采集串联电池组的各级电压，并根据电压情况对电池组进行被动均衡操作；采集电池组的温度、烟雾传感器信息，并将这些信息和电池电压信息传递到电池管理系统内部CAN网络，以便于电池管理系统主设备进行加热、散热、断电、充电等操作；

3.系统低压电源由低压12V铅酸电池提供+12V低压电源，为电池管理系统的低压部分供电，满足电动汽车电池管理系统的供电设计要求；

4.在学习控制原理的基础上能进行再设计；提供控制器MCU内部程序的C语言程序源代码，用户能够对代码进行修改并进行探索性学习，或再次开发，优化控制策略；

5.电池管理系统具备电池组温度采集、烟雾采集、主动加热、主动散热功能；每个电池模组具备过流保护措施，每个电池模组具备独立测量点，供实验时使用；电池模组具备绝缘护套端口、防正负极插反设计，防止短路、接反等实验事故；具备过载保护功能；

6.能结合对原车控制系统进行CAN总线通信协议分析，仿真其控制策略、信号收发等进行原理性学习和相关知识的扩展应用；

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