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新能源汽車電池管理測試系統(tǒng)

一、系統(tǒng)配置

1.鋰電池動(dòng)力電池組1個(gè)；2.電池管理主控制器ECU（BMU Master）1個(gè)；3.電池管理從控制器ECU（BMU Slave）2個(gè)；4.溫度傳感器4個(gè)；5.散熱風(fēng)扇2個(gè)；6.PTC加熱模塊2個(gè)；7.煙霧傳感器2個(gè)；8.DC-DC電源轉(zhuǎn)換器1個(gè)；9.高壓電池包直流充電機(jī)1個(gè)；10.高壓200A主正、負(fù)接觸器共2個(gè)；11.高壓200A高壓熔斷器2個(gè)；12.低壓12V鉛酸電池1個(gè)；13.檢修/維修開關(guān)1個(gè)；14.高壓分配盒1個(gè)；15.具備32寸信息交互顯示屏1個(gè)；16.具備充電、放電接口與測試孔；17.配套汽車CAN總線仿真開發(fā)工具1套

二、系統(tǒng)參數(shù)

1.鋰電池動(dòng)力電池組：1）電芯類型：磷酸鐵鋰電池；2）電芯封裝：方形金屬封裝；3）電芯單體容量：≥50Ah；4）成組結(jié)構(gòu)：2P20S（分為2個(gè)2P10S電池包串聯(lián)）；5）電池包封裝：獨(dú)立，防插反、短路結(jié)構(gòu)封裝；6）具備高壓大功率連接器接口及線束1套；7）具備電池組內(nèi)單級(jí)電壓測量接口，接口具備防短路功能；8）電芯放電倍率：≥1C

2.電池管理主控制器：1）核心控制器：飛思卡爾半導(dǎo)體汽車專用微控制器MC9S12XEP系列芯片，至少512KB Flash，至少16KB RAM，具備通信專用X-GATE功能，滿足電池管理系統(tǒng)主控制器的控制和協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能需求；2）電源芯片：英飛凌半導(dǎo)體汽車級(jí)TLE4471-2，3路穩(wěn)壓電源輸出，具備欠壓和電源接通復(fù)位功能，具備硬件看門狗功能，具備過壓保護(hù)、過溫保護(hù)等；3）高壓電壓采集與隔離芯片：美國德州儀器公司隔離與高精度采樣芯片ADuM5401、ADS1220；4）功率驅(qū)動(dòng)芯片（驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、繼電器、加熱器等）：英飛凌半導(dǎo)體汽車專用驅(qū)動(dòng)芯片BTS5020-2，具備智能2路高邊帶開關(guān)，帶短路保護(hù)、過溫保護(hù)、過流保護(hù)和診斷功能；5）具備3路高速CAN總線接口：BMS內(nèi)部CAN總線1路、外部CAN總線1路、預(yù)留CAN總線1路，都具有通信線共模干擾抑制電路設(shè)計(jì)；

3.電池管理從控制器：1）核心控制器：飛思卡爾半導(dǎo)體汽車專用微控制器MC9S12XS系列芯片，至少128KB Flash，至少8KB RAM，具備SPI、CAN總線通信接口，滿足電池管理系統(tǒng)從控制器設(shè)計(jì)要求；2）電池管理專用芯片：凌特半導(dǎo)體（現(xiàn)隸屬于亞德諾半導(dǎo)體）電池管理系統(tǒng)專用芯片LTC6811，具備最高可管理12級(jí)串聯(lián)電池（每級(jí)電池電壓范圍0~5V）組的能力，能進(jìn)行電池電荷的被動(dòng)均衡；3）隔離電壓源：采用隔離穩(wěn)壓電源模塊，額定輸入12V DC，輸出9V DC，輸入輸出完全電氣隔離，無公共地線，滿足新能源電動(dòng)汽車低壓供電與動(dòng)力電池組高壓電源之間的完全電氣隔離設(shè)計(jì)需求，并可實(shí)現(xiàn)多級(jí)電池組串聯(lián)和全部采用+12V低壓供電的需求；4）MCU與外圍電壓源：2個(gè)英飛凌半導(dǎo)體汽車專用電源芯片TLE4271-2G，具備過流、過溫保護(hù)功能，并具備復(fù)位輸出功能；2個(gè)電源芯片分別為單片機(jī)供電及外部傳感器供電，采用2個(gè)獨(dú)立電源設(shè)計(jì)，滿足汽車電控系統(tǒng)診斷設(shè)計(jì)功能要求；5）隔離CAN總線通信；采用隔離CAN總線通信模塊，高速CAN總線收發(fā)器物理層，內(nèi)置電源、光耦隔離電路，CAN總線收發(fā)器與MCU內(nèi)的控制器完全電器隔離，滿足多級(jí)電池組和電池管理系統(tǒng)模塊串聯(lián)使用要求；

4.溫度傳感器：1）類型：NTC；2）精度：1%

5.散熱風(fēng)扇：1）額定電壓：12V；2）功率：1W；3）額定轉(zhuǎn)速：4800RPM；

6.PTC加熱模塊：1）額定電壓：12V；2）最大功率：20W；3）恒溫溫度：60℃；4）發(fā)熱材料：PTC；

7.煙霧傳感器：1）供電電壓：5V DC；2）開關(guān)量輸出：1路；3）模擬量輸出：1路（模擬量輸出到從控制器）；

8.DC-DC電源轉(zhuǎn)換器：1）輸入范圍：36-72V DC；2）額定輸出電壓：12V DC；3）額定輸出電流：10A；4）高-低壓是否隔離：隔離；

9.高壓分配盒：1）DC-DC熔斷器1個(gè)；2）高壓電池組充電機(jī)熔斷器1個(gè)；3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熔斷器1個(gè)；4）預(yù)充電繼電器及電阻1套；5）高壓直流接觸器1個(gè)；

10.32寸信息交互顯示屏：1）色彩：真彩色；2）分辨率：≥1920*1080；3）屏類型：IPS硬屏；4）2路高速CAN總線接口；5）低功耗雙核處理器，4GB內(nèi)存，64GB硬盤；USB接口鼠標(biāo)與鍵盤；支持ECU程序調(diào)用、查看與下載；支持CAN總線數(shù)據(jù)測量與仿真；

11.提供電池管理單元的ECU電路原理圖、C語言程序源代碼。

三、功能要求

1.電池管理系統(tǒng)主設(shè)備具備有充電、放電、加熱、散熱管理功能。主設(shè)備與從設(shè)備組成電池管理系統(tǒng)內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)CAN網(wǎng)絡(luò)信息完成電池的充電、放電管理，以及根據(jù)溫度、煙霧情況進(jìn)行加熱、散熱控制與斷電控制等；可與外部其他設(shè)備的ECU組成外部CAN網(wǎng)絡(luò)，傳遞這些CAN網(wǎng)絡(luò)需要的電池管理系統(tǒng)狀態(tài)、故障信息等；

2.電池管理系統(tǒng)從設(shè)備主要用于采集串聯(lián)電池組的各級(jí)電壓，并根據(jù)電壓情況對電池組進(jìn)行被動(dòng)均衡操作；采集電池組的溫度、煙霧傳感器信息，并將這些信息和電池電壓信息傳遞到電池管理系統(tǒng)內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)，以便于電池管理系統(tǒng)主設(shè)備進(jìn)行加熱、散熱、斷電、充電等操作；

3.系統(tǒng)低壓電源由低壓12V鉛酸電池提供+12V低壓電源，為電池管理系統(tǒng)的低壓部分供電，滿足電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的供電設(shè)計(jì)要求；

4.在學(xué)習(xí)控制原理的基礎(chǔ)上能進(jìn)行再設(shè)計(jì)；提供控制器MCU內(nèi)部程序的C語言程序源代碼，用戶能夠?qū)Υ�碼進(jìn)行修改并進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)，或再次開發(fā)，優(yōu)化控制策略；

5.電池管理系統(tǒng)具備電池組溫度采集、煙霧采集、主動(dòng)加熱、主動(dòng)散熱功能；每個(gè)電池模組具備過流保護(hù)措施，每個(gè)電池模組具備獨(dú)立測量點(diǎn)，供實(shí)驗(yàn)時(shí)使用；電池模組具備絕緣護(hù)套端口、防正負(fù)極插反設(shè)計(jì)，防止短路、接反等實(shí)驗(yàn)事故；具備過載保護(hù)功能；

6.能結(jié)合對原車控制系統(tǒng)進(jìn)行CAN總線通信協(xié)議分析，仿真其控制策略、信號(hào)收發(fā)等進(jìn)行原理性學(xué)習(xí)和相關(guān)知識(shí)的擴(kuò)展應(yīng)用；

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