电池管理系统总结.docx

关于锂电池管理系统的总结

电动汽车对电池性能提出了一些要求：

（1） 能量密度高，用来提高运行效率和续航里程。

（2） 输出功率密度高，用来满足驾驶性能要求。

（3） 工作温度范围广，用来满足夏季高温、冬季低温的运行要求。

（4） 循环寿命长，保证电池的使用年限。

（5） 能在非完全放电的情况下满足充电的需要。

（6） 自放电率小，能满足车辆的较长时间的搁置需求。

以上只是对电池提出的比较基本的性能要求，还有其他的性能要求，比如:安全性、可靠性等等，这些要求是通过电池的管理系统来实现。所以就要求电池有一套比较好的、完善的管理系统来延长电池的寿命，来延缓电池性能的衰减。

电池管理系统的基本功能：

电池管理系统

电池状态检测

电池状态分析

电池安全保护

能量控制管理

电池信息管理

Q。Q

这就要求电池管理系统必须实现以下的基本功能:

（1） 单体电池电压的检测

（2） 电池温度的检测

（3） 电池组工作电流的检测

（4） 绝缘电阻的检测

（5） 冷却风机的控制

（6） 电池组SOC的估测

（7） 电池故障分析及在线报警

（8） 与车载控制器通讯，为整车控制提供必要的电池状态信息

（9） 与车载显示设备通讯，告知司驾人员相关的电池状态和故障信息

（10） 与充电机通讯，实现电池组的安全充电

电池管理系统的整体框架

（1）电池管理系统结构图如1-1所示

1-1电池管理系统结构图

（2）电池管理系统分为主控和测控模块其主控和测控原理框图如3所示。

1-2电源管理系统主控原理框图

RS-485)

硬件

看门狗

1-3电源管理系统测控原理框图从这些原理框图我们不难看出，整体结构大致分为以下五部分。

数据采集：数据采集是电池管理系统中最重要和最基本的功能，SOC估计，控制执行，安全管理等都是以采集到的数据为依据的。为了提高采集数据的精度，有必要对电池组的的单体电池进行数据采集，同时采样频率和数据过滤也是其中要设计的重点，采样频率可以根据电池组的电压电流和温度的历史变化数据特征采用合理的采样频率。

数据通信

现有的电池管理通讯方式中主要还是采用CAN总线通信方式。CAN通讯是相对实时性，准确性稳定性比较高的，但有些系统内部模块采用LIN总线通信。

【3】控制部分

控制部分要实现的功能是控制充电过程等，其中均衡充电乂是其中的重中之重，电池组有很多的大容量的单体电池串联而成，单体电池之间存在的不一致性会导致充电的不均衡，从而影响了电池的使用率。

[4]剩余电量（SOC）估计

电池管理系统的一个核心课题就是电池剩余电量的估计。现在的估计SOC的方法有安时计量法，开路电压法，电动势法，内阻法，神经网络法，卡尔曼滤波法，模糊预测法等。电池的非线性使得估计难以建立精确的数学模型，同时估计还要考虑电池的环境温度，使用寿命，车辆停放时间等因素。

【5】安全管理

其包括热管理、绝缘检测等，单体电池压力检测等电池的最佳工作温度是25—40°C，温度的变化会使得电池的一系列特性发生变化，直接影响电池使用寿命和安全。现有的热管理一般针对所测温度对空调系统做出相应的动作，温度过高时要有效散热，低温时要快速加热。

在电池管理系统中面对的问题：

（1）串联使用，电动汽车用的电池是有很多的单体电池来串联，容量比较大，要求每个单体电池之间的一致性高，解决安全性问题的难度度加大，即均衡性问题。

能够显示剩余电量，比较准确的计算行驶的里程，即剩余电量问题(SOC)o

运行环境比较恶略，当车辆在雨天运行或运行颠簸，电池要有好的绝缘，抗震动、抗冲击的功能，即绝缘性问题。

电池运行时的温度及其周围环境温度的变化，要求电池有一套比较完善的散热系统，即温度问题。

等等，这些都是电池管理系统要解决和完善的问题。这就要求对每一个单体电池进行比较精确的、实时的监控和检测，然后通过内网络及时的、传送给外网络，然后外网络再将汽车的整体状态反馈给内网络，实现内外网络的很好的交互。所以，一辆电动汽车或其他的电动力工具的核心之一就是电池，评价电动力工具的的好坏的标准之一就是电池，而电池的核心技术是电池的管理系统。电池的管理系统正是人们难以突破的难点。电池管理系统技术的突破之日就是电动力工具普及之时。

目前电池管理系统中主要的技术难点

目前的电池管理系统的技术：在系统的检测精度、可靠性和耐久性等方面取得了一定的进步，但是对电池的状态估算，电池性能的影响因素和有效利用、成组电池的充电方法、电池的热管理等方面还缺少研究。而且上述所说的均衡性、剩余电量等这些问题正是主要解决的技术难点。

(1)均衡性问题

电动汽车上使用的电池是很多块单体电池串联而成，因为单体电池的电压较高的也只有3.75V,所以单体电池并不能满足要求，这就需要很多的单体电池串联成电池