前言：想要寫(xiě)出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了電動(dòng)汽車(chē)電源管理系統(tǒng)探析范文，希望能給你帶來(lái)靈感和參考，敬請(qǐng)閱讀。

摘要：隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和能源問(wèn)題，電池管理系統(tǒng)已然成為了電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文章簡(jiǎn)要介紹電池管理系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，BMS的基本架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)，總結(jié)了電池管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：電池管理系統(tǒng)；SOC估計(jì)；均衡控制；熱管理

1國(guó)內(nèi)外電池管理系統(tǒng)的研究狀況

國(guó)外很早就有對(duì)于電池管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與使用。國(guó)外個(gè)別企業(yè)早期開(kāi)發(fā)的已應(yīng)用在汽車(chē)上的電池管理系統(tǒng)，比較好的有聯(lián)電、大陸、德?tīng)柛！VL和FEV等。以往典型的電池管理系統(tǒng)有：德國(guó)的BADICHEQ系統(tǒng)與BATTMAN系統(tǒng)；日本豐田汽車(chē)開(kāi)發(fā)的用于混動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)；美國(guó)的特斯拉純電動(dòng)汽車(chē)使用的電池管理系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)開(kāi)始研究電池管理系統(tǒng)晚于國(guó)外，但發(fā)展迅速，比較好的公司有奇瑞、比亞迪、江淮、北汽等。國(guó)內(nèi)高校早期也成功研發(fā)了用于純電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)，成功應(yīng)用于08年奧運(yùn)會(huì)純電動(dòng)大巴。國(guó)內(nèi)各大廠商也都各自成功推出自主開(kāi)發(fā)的BMS產(chǎn)品并應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)，如奇瑞，比亞迪、北汽等自主研發(fā)的電池管理系統(tǒng)成功的應(yīng)用于各自的車(chē)型。國(guó)內(nèi)電池技術(shù)和電池管理系統(tǒng)的高速發(fā)展必將能夠帶動(dòng)中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的高速發(fā)展，直至超越國(guó)外。

2BMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)

2.1電池管理系統(tǒng)的分類(lèi)及功能

電池管理系統(tǒng)按照硬件結(jié)構(gòu)及功能來(lái)分，基本上可分為兩種結(jié)構(gòu)：集中式與分布式。集中式把BMS的所有測(cè)量功能直接集成在一個(gè)控制器ECU中。分布式設(shè)計(jì)一個(gè)主控制器和多個(gè)從控制器。集中式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、走線簡(jiǎn)單，成本低；分布式的優(yōu)點(diǎn)是控制靈活，便于擴(kuò)展。電池管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包含以下內(nèi)容：采集單體電池及電池組的電壓、電流、溫度等參數(shù)并進(jìn)行管理；采集電池信息進(jìn)行SOC估計(jì)；對(duì)電池組進(jìn)行均衡控制；對(duì)電池組進(jìn)行熱管理。

2.2SOC估計(jì)的方法

電池荷電狀態(tài)是電池管理系統(tǒng)最重要的指標(biāo)，它反映電池的剩余電量，預(yù)估續(xù)航里程，精度越高，續(xù)航里程數(shù)越高。下面介紹幾種用的較多的SOC估計(jì)的方法：（1）安時(shí)積分法，是一種簡(jiǎn)單常用的SOC估算方法，但它有明顯的誤差積累需要定期采用其他方法進(jìn)行校正，且SOC的初始狀態(tài)對(duì)SOC估計(jì)的準(zhǔn)確性也有很大影響。因此，安時(shí)積分法較多應(yīng)用于對(duì)SOC值精度要求不高的場(chǎng)合，如鉛酸電池作為動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車(chē)的能量管理。若想用于其它高精度較高的估算，則必須結(jié)合其它算法進(jìn)行改進(jìn)，如開(kāi)路電壓法和卡爾曼濾波法。（2）開(kāi)路電壓法，它在測(cè)量時(shí)需要幾個(gè)小時(shí)恢復(fù)時(shí)間才能穩(wěn)定至SOC的對(duì)應(yīng)值。因?yàn)樗陔姵爻潆姷某跗诤湍┢谛Ч诲e(cuò)，所以開(kāi)路電壓常常與其它方法配合，較多地應(yīng)用于對(duì)SOC值精度要求較高的場(chǎng)合。（3）卡爾曼濾波法及其改進(jìn)算法因?yàn)榱己眠m應(yīng)性得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。這個(gè)方法具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時(shí)可以給出估計(jì)的誤差，但對(duì)于硬件及電池模型的要求較高，計(jì)算量較大，同時(shí)卡爾曼濾波吱的前提是假設(shè)所有噪聲為白噪聲，這也是它的一個(gè)局限性。（4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，是一種采用非線性映射的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估計(jì)SOC的方法。該方法可以應(yīng)用于各種類(lèi)型的汽車(chē)動(dòng)力電池，若電池模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得也較好，SOC估算誤差可以達(dá)到小于10%。在實(shí)際的使用時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的估算精度在很大程度上會(huì)受到訓(xùn)練樣本和訓(xùn)練方法的影響，且易受干擾。（5）支持向量機(jī)，本方法是一種基于支持向量機(jī)的荷電狀態(tài)SOC估算方法，支持向量機(jī)是統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論發(fā)展的產(chǎn)物。若支持向量機(jī)能被很好的優(yōu)化，則支持向量機(jī)算法就能夠產(chǎn)生較精確的SOC估算精度。（6）其它算法。其它算法還有內(nèi)阻法、負(fù)載電壓法及放電實(shí)驗(yàn)法等在電動(dòng)汽車(chē)電池管理中應(yīng)用逐年減少。

2.3電池均衡的方法

應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)上的單體電池存在著一定的差別，這種差別會(huì)縮短電池的使用壽命，以及起火、爆炸等問(wèn)題，因此均衡管理應(yīng)運(yùn)而生。電池的均衡控制主要有主動(dòng)式均衡控制和被動(dòng)式均衡。（1）被動(dòng)式均衡技術(shù)，是在單體電池上并聯(lián)電阻，將能量高的電池的多余能量通過(guò)并聯(lián)的電阻以熱能的方式進(jìn)行放熱，直到電池的狀態(tài)與其它電池一致，此方法也稱(chēng)為能量耗散型均衡。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，成本低，缺點(diǎn)是效率較低且浪費(fèi)動(dòng)力電池的能量。（2）主動(dòng)式均衡技術(shù)，是能量轉(zhuǎn)移技術(shù)，把能量多的電池的能量轉(zhuǎn)移到能量少的電池。此方法因?yàn)闆](méi)有能量損耗而得到廣泛應(yīng)用。主動(dòng)式均衡技術(shù)按能量流動(dòng)方式又分為兩種。集中式：從整個(gè)電池組中獲取能量補(bǔ)充到能量少的電池；分散式的均衡在相鄰電池之間安裝一個(gè)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，讓能量在相鄰電池之間流動(dòng)。

2.4電池組熱管理

熱管理是電池管理系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)之一。電池單元的環(huán)境溫度對(duì)其使用性能、安全性、壽命及成本有著極大的影響。溫度是能量與功率性能的直接影響因素。安全性主要指如溫度較低時(shí)，可能因瞬間的電壓過(guò)充現(xiàn)象引發(fā)短路；電池本身及操作不當(dāng)可能引起電池局部過(guò)熱，最終造成冒煙、起火甚至爆炸等嚴(yán)重的熱失控事件。電池的使用壽命又與其工作時(shí)的溫度及存放時(shí)的溫度有關(guān)。因此電池的熱管理系統(tǒng)要完成以下基本功能:監(jiān)測(cè)電池組溫度并在溫度超過(guò)安全線時(shí)實(shí)行有效的散熱，預(yù)防熱失控事故的發(fā)生；電池溫度較低時(shí)會(huì)影響其充電、放電和安全性，因此熱管理要有預(yù)熱功能；對(duì)電池組內(nèi)部的溫度差異進(jìn)行有效的控制，以延長(zhǎng)電池組的壽命；當(dāng)產(chǎn)生有害氣體時(shí)，快速通風(fēng)。

3結(jié)語(yǔ)

我國(guó)對(duì)電池管理系統(tǒng)研發(fā)扶持力度較強(qiáng)，發(fā)展迅猛，大有趕超國(guó)外之勢(shì)，同時(shí)國(guó)家有意引導(dǎo)電池管理系統(tǒng)朝輕量化、高比能、易拆解與綠色設(shè)計(jì)方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]周楚昊.電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)綜述[J].通訊世界,2019,26(01):155-156.

[2]郭繼爽.電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2019(12):221-222.

[3]王建南.電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)研究[D].安徽理工大學(xué),2018.

[4]蔡黎,王欣煜,黃煉,邱剛,黃倩,賀超.電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)發(fā)展綜述[J].電子質(zhì)量,2016(10):56-58.

[5]羅詩(shī)韻,.電池管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2015(27):126-127.

作者：楊培善 白銀 單位：宿州職業(yè)技術(shù)學(xué)院