能量管理系统说明书[1].

能量管理系统说明书

----LGEMS02-A2

目录

一、数据采集模块 (2)

1.接口说明 (3)

2.电压检测排线与电池的连接 (4)

3.串行通信总线的连接 (4)

二、主控模块 (6)

1.接口说明 (7)

2.电流传感器安装说明 (7)

三、显示屏 (8)

1.触摸屏结构 (8)

2.触摸屏接线说明 (8)

3.运行指示灯 (10)

4.显示说明 (10)

1）显示界面说明 (10)

2）EMS设置 (13)

3）配置步骤 (14)

4）各配置参数含义 (15)

四、充电控制说明 (16)

五、装箱清单 (18)

1.EMS系统清单 (18)

2.图示说明 (19)

六、技术规格参数 (20)

七、故障排除 (20)

为了您能够正确使用为了您能够正确使用、、贮存和维护本公司的系列电池组产品贮存和维护本公司的系列电池组产品，，请在使用前仔

细阅读该使用说明书。

我公司研发的电动汽车等动力设备用能量管理系统AUTO_EMS_V2.0为各类电动车锂电池组提供完善的保护，实现对电池组电压、电流、温度等多种电池参数的在线检测，对各种故障实时报警并采取应急处理，动态估计电池组的剩余容量，并可选配充放电控制功能。系统提供多种供选的显示单元解决方案，并充分考虑整车系统的需求。AUTO_EMS_V2.0同时提供与充电机，电机控制器的CAN 总线接口，并已实现协议的共享。

整个电动车能量管理系统由数据采集模块、主控模块(含电流传感器)及显示屏构成，以下为各模块的说明。

一、数据采集模块

数据采集模块与电池模组连接，外带温度传感器，用于采集电池箱体的电压、温度等信息，一套能量管理系统一般由多块数据采集模块组成，根据连接的电池箱体内的电池串联节数的不同，数据采集模块采集的单体电压数从5~16节不等。另外每个数据采集模块上均带有两个或多个温度传感器。数据采集模块需通过外部的12V 电源(9V~18V)为其提供工作电源，它将采集到的电池电压、箱体温度等信息通过串行通信总线传输到主控单元。

1.接口说明

图1.1数据采集模块

图1.2数据采集模块背面接口

图1.3数据采集模块正面接口

2.电压检测排线与电池的连接

以16节单体电池串联组成的电池箱体为例，对电压排线的说明如下(如串数n低于16S，则只需将B(n)N接到最后一节电池的负极即可)：

注：B1P(Bat+),B1N(B1-),B16N(B16-)

图2电压检测排线的说明

3.串行通信总线的连接

串行通信总线为数据采集模块之间或数据模块与主控模块的通信介质，本系统采用3芯屏蔽线作为通信电缆，航空插头作为通信接口。线缆分为两种，一种是采集模块间的通信总线，另一种为采集模块与主模块的通信总线。两种线缆可通用。连接实物图及示意图分别如下：

图3.1串行通信总线的连接

图3.2串行通信电缆连接示意图

图3.3串行通信总线连接实物图

二、主控模块

主控模块的功能如下：

?与数据采集模块通信获得电池组的电压、温度信息；

?测量电池组充放电的电流值；

?估计电池组的SOC；

?通过CAN总线与充电机、电机控制器通讯，实现电池组的充放电控制；

?为显示屏提供24V电源；

?通过LCD BUS将显示数据传送到显示屏

1.接口说明

图4.1主控模块接口（正面）

图4.2主控模块接口（背面）

其中CAN BUS1是主控模块与充电器连接的接口，CAN BUS2是主控模块与电机控制器连接的接口。+12V是电源输入接口。DCM BUS为主控模块获取数据采集模块信息的通信线缆接口；主控模块、数据采集模块通过穿心通信电缆连接。LCD BUS为主控模块和显示屏连接接口，主控模块通过LCD BUS给显示屏提供电源并实现两者之间的通讯。电流传感器接口用来连接4pin的电流传感器线缆。

2.电流传感器安装说明

本系统的电流传感器为霍尔开环电流传感器，电流范围最大可到1000A，电流传感器可以连接在电池组输出的正极或负极，两种连接方式的示意图如下（注意电流传感器上方的箭头指向）：

图5电流传感器连接示意图

三、显示屏

本系统采用的显示屏为3.5寸或5.7寸彩色触摸屏，3.5寸触摸屏外形尺寸：96mm×81mm×46mm,5.7寸触摸屏外形尺寸：172mm×140mm×60mm。

1.触摸屏结构

触摸屏的整个结构由显示区域、指示灯、电源、通信口组成。所有型号的触

摸屏颜色采用工业设计标准，耐脏，适合在工厂恶劣的环境中使用。前面板配备了指示灯，用于判断设备故障。电源和通信口均放在触摸屏的底部。

2.触摸屏接线说明

本系统的触摸屏的电源及通信接口均需与主控模块连接，如下图所示，24VDC为电源输入接口，COM为主控模块和显示屏的通讯接口，对于5.7寸触摸屏，通常只用COM1接口：

图6.1 3.5寸触摸屏

图6.2 5.7寸触摸屏

3.运行指示灯

图7运行指示灯

触摸屏的运行状态指示灯包括电源(PWR)，运行(RUN)，通讯(COM)三个指示灯，如上图所示。触摸屏通电时电源指示灯(PWR)是常亮。运行指示灯是常亮的绿色，触摸屏CPU正常运行时，指示灯(RUN）是常亮的黄色，CPU故障时，运行指示灯(RUN)不亮。当已经连接上BMS时，通讯指示灯(COM)是闪烁的黄色。下表为显示屏各情况下三个LED灯的显示状态：

图8指示灯各状态说明

4.显示说明

1）显示界面说明

系统供电并正常运行后，触摸屏的完整界面显示如下图：

图9显示界面

①中间的五个标识正常情况下并不显示，出现问题时，才会显示相关标识。

②触摸屏上显示电流，电压以及电池的SOC等各项数值，直观准确，实时刷新，同时以数值的形式显示最高电压、最低电压和最高温度值，以及电池充放电的循环次数。

点击按钮，将弹出如下菜单界面：

图10菜单

通过此页面，可以进入各个分支页面，第一项可以进入，输入密码“8888”，即显示如下界面：

图11EMS配置

在此页面可以进行各个参数的读取和配置（配置前要进行操作），点

击按钮进入主页面。通过按钮可以选择进入其他各个页面。点击，屏幕便会显示充电信息。如下图所示：

图12充电器信息

通过菜单按钮可以选择进入其他各个页面，点击，电池的单体信息如下图所示：

图13电池单体信息

16串电池的电压，温度信息一览无余。,可以在电池的各个模块之间切换。通过按钮可以选择进入其他各个页面。

2）EMS设置

EMS设置是建立在有相应的权限基础上的，系统在初始时我们设置了高低权限操作用户，以便更好的保护系统的稳定性。EMS设置要求有高于8的权限才可以进行操作。在低权限用户操作时会提示输入高权限的密码方可操作。输入正确的密码后页面切换到如下所示页面，请谨慎操作，以免造成系统崩溃(EMS 设置需要一定的延时，设置过程中若其出现通信中断标识，可稍等一分钟)。该EMS参数在不必要的时候尽量不要重新设置，以免由于设置过程中出现掉电等现象使整个EMS不能使用。

为了能够较为精确的对电池的性能做出评估，在EMS首次运行时，可对EMS 进行重新配置，可配置的内容包括：电池组总容量(标称容量)、电池组当前剩余容量、电流传感器数字校准、充电器充电电流、单体电池过充电压、单体电池过充释放电压、单体电池欠压电压、单体电池欠压释放电压、单体电池过放电压、单体电池过放释放电压、过温保护温度和过温释放温度。配置界面如下图：

图14EMS配置页面

3）配置步骤

步骤一：连接触摸屏和EMS主控模块（CCM）。

步骤二：点击→è，输入配置密码8888，进入配置页面如图15。

步骤三：在系统启动后首次进入配置页面，EMS实际的参数值必须通过点击后才能获得，因此进入配置页面后首先读取EMS配置参数。

步骤四：根据电池组的实际参数对EMS进行初始化设置。

步骤五：将配置参数写入EMS。点击，停止一切操作，等待10秒钟左右，直到COM指示灯正常闪烁，表示设置操作已完成。

步骤六：验证配置修改成功。点击，如果显示参数与所设置的完全相同，表示配置任务成功，否则重复步骤四到步骤六。

4）各配置参数含义

电池组总容量：电池组在充满电后所能够释放出的最大能量。一般用电池组的标称容量进行初始化配置。

电池组剩余容量：电池组当前时刻所存储的能量。根据电池厂家提供的参数进行设置。

电流数字校准：在默认情况下电流数字校准值为0.0A，如果在系统停止运行的情况下(不进行充电或放电)，从屏上读到得电流为非0的x.xA，那么通过设置电流数字校准项为读取值x.x可将电流校准到0A。可校准范围从-20.0A到20.0A。

举例说明：如果在系统停止运行时，从显示屏上读到的电流值为0.8A，则通过输入电流数字校准为0.8A，并设置，可将电流校准到0A；如果从显示屏上

读到的电流为-1.2A，则通过输入电流数字校准值为-1.2A，并设置，可将电流校准到0A。（在设置该参数时应先将电流数字校准值设置为0.0A）充电最大电流：如果选用的是带CAN通讯协议的充电器，可以通过修改此选项对充电最大电流进行限制。充电最大电流可设置范围从1.0A到0.3C（C 表示标称容量），默认设置为所配充电器的标称电流。

过充保护电压：单体电池在过压时，有可能出现安全隐患，因此必须在单体电池过充时关闭充电器输出。对于磷酸铁锂电池，过充保护电压设置3.90V。

过充释放电压：为了保护充电器，在电池过充关闭充电器输出后，不能够立即又启动充电器对电池进行充电，因此需要设置一个电压阈值，当单体最高电压回落到该阈值以下时才能够重启充电器（EMS复位除外，EMS复位后能够立即启动充电器）。对于磷酸铁锂电池，释放电压的取值范围为3.7V。

欠压报警电压：电池在高倍率放电时，有可能加剧电池容量的衰减速度，因此有必要提醒使用者在使用电池的过程中尽可能的不要高倍率放电。通过设置欠压报警电压，可以在一定程度上提醒使用者注意电池的使用。如果在小电流使用过程中一直处于欠压报警状态，则用户需尽快的对电池进行充电。对于磷酸铁锂电池，欠压报警电压的取值2.8v。

欠压释放电压：对于磷酸铁锂电池，取值范围从欠压报警电压到2.9V。

过放保护电压：单体电池在过放情形下会影响到电池的使用寿命，因此在过放情况下必须停止使用电池并尽快对电池进行充电。对于磷酸铁锂电池，过放保护电压的取值范围从2.3V

过放释放电压：取值2.5v

过温保护温度：当电池箱体温度高于该设置值时，使用者应该平缓的使用电池或停止使用电池。可设置范围从70℃

过温释放温度：取值为50℃

四、充电控制说明

EMS通过CAN接口控制智能充电器进行充电。

充电器充电过程一般分为预充电、恒流充电和恒压充电三个阶段。EMS对充电器的控制只涉及到恒流和恒压阶段。

恒流阶段充电电流可以通过配置页面中的进行设置，充电电流的设置范围为1A到0.3C。如果充电器的标称电流小于充电配置电流，则充电器在恒流充电阶段实际的输出电流为充电器的标称电流。对于磷酸铁锂电池，EMS 对充电过程的控制如下：

步骤一：当检测到充电器发出的广播报文后，立即启动充电器进行充电，充电器结束预充阶段后转步骤二。

步骤二：恒流充电阶段，充电电流的大小为充电配置电流与充电器标称电流之间的最小值。在供电功率允许的情况下，一般将充电最大电流设置为充电器标称电流。

步骤三：如果单体最高电压高于3.65V，则EMS通过CAN总线发送控制信号自动调整充电电流大小，避免单体电压过快的升至过充电压。

步骤四：当单体最高电压高于过充电压时，EMS通过CAN总线发送控制信号，关闭充电器输出。

步骤五：当单体最高电压回落到过充释放电压以下时，EMS通过CAN总线发送控制信号，重新开启充电器。

与充电相关的配置参数：充电最大电流（指充电器恒流充电阶段的电流）、过充保护电压、过充释放电压。

五、装箱清单

1.EMS标准系统清单

EMS标准系统清单

图示名称用途接口

CAN BUS 1连接充电机

CAN BUS 2连接电机控制器

LCD 连接线利用主控模块为显示屏提供电源输入并实现两者之间的

通信

+12V 电源线（蓝"+", 黑"-

"）利用主控模块为数据采集模块供电

温度传感器（含两个温度

探头）检测电池的温度信

息

电压检测排线连接电池和数据采

集模块

电流传感器连接线（4pin

航插）连接主控模块和电流传感器

串行通信电缆（两端均为

3pin航插）连接各数据采集模块或主控模块与数据采集模块

产品图示

六、技术规格参数

七、故障排除