电池管理系统上位机软件的设计

孔令敏,肖喜春（哈尔滨冠拓电源设备有限公司,哈尔滨　150000）

电池管理系统上位机软件的设计

孔令敏,肖喜春
（哈尔滨冠拓电源设备有限公司,哈尔滨150000）

本文研究了电池管理系统（Batterymanagementsystem简称BMS）中的上位机软件的设计原理及设计方法，本软件的主要功能是通过与主控器通信来获取电池组信息的实时和历史数据，获取电池组在工作期间的动态数据，同时通过对动态数据的实时分析，并在软件主页面上显示电池运行状态，以及对电池的参数进行设置。

电池管理系统；历史数据；电池组；上位机软件

1　　引言

电池有很明显的非线性和时变特性，电池在各个方面的特性尤其是在电池组串联中的容量、最大充放电功率、等效内阻等能不仅仅通过上车前的简单测试确定，因为他们在汽车行驶过程中随着电池的寿命、充放电状态等因素变化，因此为了更合理地应用蓄电池需要一套管理系统。

本文主要研究电池管理系统的上位机软件的设计，从开发语言，编程特点，系统分析等方面进行研究，从理论研究了具体软件设计方法。

2　　上位机软件的设计

2.1上位机软件的开发语言的选择

上位机软件程序是集显示实时数据、主控器运行参数设置和保存实时与历史数据于一体的多功能电脑软件。它配合现场工作人员调试BMS主控器，并且可提供给客户用来分析电池运行使用情况。技术层面上本程序采用M icrosoft公司随同VisualStudio.NET推出的VisualC#语言，它既提供VisualBasic的易用性，又提供JAVA和C++语言的灵活性及强大功能。本软件可以很方便的移植到车载电脑等终端显示器上。

2.2系统分析

（1）系统功能模块。电池管理系统上位机主要功能是通过和主控器通信来获取电池组信息的实时和历史数据，获取电池组在工作期间的动态数据，同时通过对动态数据的实时分析，并在软件主页面上显示电池运行状态。

（2）数据通信模块。数据通信模块是系统的重要组成部分，该功能模块负责从主控器中获取电池组的数据信息，这些信息主要包括每个电池的电压、每个电池组的温度、电流安时数、电池状态、阻抗信息等，他们是系统运行的重要数据来源。采用串口通信方式，1个起始位、8个数据位、1个停止位、无奇偶校验、波特率：57600bps。

（3）重要数据显示模块。重要数据显示模块主要包括总电压、总电流、电流安时数、电池状态、阻抗信息等。

（4）详细数据显示模块。详细数据显示模块主要用于显每节电池的电压和接收历史错误状态数据。

（5）参数显示和设置模块。参数显示和设置模块主要用作系统运行参数，这些参数主要包括各电池组的电池支数、是否包含温度测试节点、高压报警上限、低压报警下限、高压切断上限、温度报警上限、高温切断上限、电流过载上限、额定容量、SOC、SOH等信息的设置，从而满足不同的用户需求。

（6）其它模块设计。数据备份模块的主要功能是把系统运行过程中的各种状态信息备份起来，当系统运行过程中出现问题的时候，可以通过对备份的历史数据进行分析，查找问题产生的原因。同时在统计系统运行的总体状况时，提供必要的历史数据历史数据分析模块的主要功能是通过对备份文件中历史运行数据进行分析，统计电池组的总体工作状况，为系统的进一步优化提供必要的数据支持。

2.3数据库设计

对系统进行需求分析后，为数据库设计了以下功能：（1）唯一标识的电池组信息；（2）唯一标识的单体电池信息；（3）添加电池组；（4）删除电池组；（5）添加单体电池；（6）删除单体电池；（7）更换单体电池；（8）用户组；（9）系统用户；（10）增加、删除用户；（11）修改用户名、密码和用户组；（12）系统操作和事件信息记录；（13）故障信息记录。

2.4上位机的监控界面设计

上位机是通过232与管理系统通信主要是包括三个显示界面,首先接通电脑，打开上位机后如下图所示：

点击菜单中的“通信”设定串口后点击“打开”，如果通信正常，左下方会显示串口已打开，通信状态有一个红灯在闪，这样上传的数据是实时数据通信。

总电压为管理系统所能采集到电池的电压总和；总电流为当前充放电的总电流值，放电为正，充电为负；能量指是电池当前剩余能量总和；最高温度为管理系统两点温度中的最高温度；平均温度，上位机设定是的三点温度，管理系统有两点，这样算出来的平均温度显示在上面。

仪表数据前面已经介绍过，电池详细信息分三包数据传送，B1显示第一包电池数据电压为8点，B2显示第二包电池数据电压为8点，B3显示第三包电池电压信息为8点，ALL显示所有电池数据电压为24点。接收报警信息后面详细如下：点击“接收报警信息”会出现一个保存对话框，指定一个路径后保存。如果通信正常，点击上传，管理系统中设定的参数上传到上图的左侧相应位置。

如果想设定参数，点击“进入设定模式”在用户名中输入：adm in；密码：adm in,(也可以修改)。按照电池所需的设定输入到左侧对话框中，其中有几个没有用到参数，比如：SOH、最大回馈电流、最大充电电流。输入完设定参数后点击下传，如果下传参数成功会出现确定对话框，出现重启主控可以忽略，点击确定。

每次出厂前就设定一次参数，如果不设定管理系统的参数，就按管理系统默认的参数进行管理，内总时间按2001年1月1日1时1分1秒算起。

3　总结

本文研究了电池管理系统上位机监控软件的功能实现、界面设计等，能实现蓄电池参数在线实时监测及蓄电池故障自动诊断与报警。其上位机模块的特点是：监测参数多(电压、电流、内阻、温度、充放电状态等)；监测对象定位到某组某个单体电池；多种通信接口方式；分级用户管理等。该设计方案具有一定的通用性和实用价值。为电池管理系统在实际中的合理应用取得了良好效果。

[1]凌特尔公司.用于大功率锂电池组的电池管理设计[Z].今日电子,2009.

[2]郭丰.锂离子电池管理技术研究[Z].电子工业专用设备.2007.