1、電動汽車中的電池能量管理系統一、前 言電動汽車的應用有效地解決了能源和環境可持續開展的問題。電動汽車的應用前景廣闊。但電動汽車尤其純電動汽車的應用遇到了動力電池的難題，電池的問題表達在兩個方面。其一是動力電池比能量不高，影響電動汽車續駛里程的要求，價格太高直接影響電動汽車的初始本錢；其二是電池的性能差，使用壽命低影響電動汽車的使用本錢。電動汽車用的電 池使用中其性能發揮得如何，除與電池模塊自身性能有關外，與其應用的電池 應用功能完備的電池能量管理系統其作用就更加突出。借助電池能量管理系統 的正常工作會使電池模塊的性能得以充分發揮，減少電池模塊故障，延長電池 模塊的使用壽命，增加電動汽車的使用平

2、安感。因此，電動汽車電池能量管理 系統的應用備受電動汽車設計者和使用者的重視。二、電動汽車電池能量管理系統的功能 電動汽車，尤其是純電動汽車中的電池能量管理系統是該車的一種相當重要的技術措施，可以稱為電動汽車電池的“保護神，它起到了對電池性能的保護、防止個別電池的早期損壞、有利于電動汽車的運行，并具有各種警告功能等1。由于它參加電池箱電池模塊的監控工作使電動汽車的運行、充電等功能與電池的有關參數電流、電壓、阻、容量嚴密相連和協調工作。它有計算，發出指令、執行指令和提出警告的功能。各種電池模塊雖然有構造和性能上的差異，但它們都具備一些一樣或相似的功能。典型的電池能量管理系統應具備如下功能：對能量

3、的檢測功能電動汽車在行車過程中，該系統能隨時對車輛的能耗進展計算，最終給出該電池箱電池模塊剩余的電池能量值，并通過剩余能量計將數據顯示出來，使駕駛人員知道車輛的續駛里程,以便決定如何行駛.在能量允許的條件下使車輛行駛到具有充電功能的地方，補充電量防止半路拋錨。對電池工作狀態的監測與控制功能電池能量管理系統按電池箱安裝的傳感器提供的信號對電池進展管理。一般情 況下，電池箱有溫度傳感器及電壓、電流和阻的測量值。由于溫度的變化對其 他參數都有影響，所以一般都以電池模塊的溫度來做為控制的指令信號，將測 得的溫度值與事先設定的溫度值進展比擬，決定對電池冷卻與否。 電動汽車能源是很珍貴的，應盡量采用節能元

4、件，所以電池箱的冷卻風扇一般都是采用分 級參與工作。這樣能做到在保證電池性能的條件下盡量使用小排量的風扇。當 第一級風扇工作后尚不能到達要求的溫度時，第二級冷卻風扇才參與工作，加 強冷卻。此時電池箱的溫度如果還不能到達要求的工作條件，溫度繼續升高已 到達影響電池模塊的正常工作條件，為保護電池模塊不受損壞，能量管理系統 會發出停頓電池模塊供電的指令，強行車輛停駛。當電池在充電狀態下，能量 保證充電功能電池能量管理系統隨時參與整車檢測工作，檢測電池的工作狀態，尤其對每只電池的技術狀態進展檢測分析，將檢測的數據在車輛停駛，充電之前“通知充電機，即“車與機的對話。告訴充電機，電池組的工作狀態及每只電池

5、的技術狀態，“落后電池和“先進電池性能差異。此時充電機應當采用什么樣的充電模式給電池充電，才能到達給電池充足，性能好的電池不能過充，而性能差的電池又能充足，保證整車能量的供給。在放電過程中保證性能差的電池不能過放，這一點應當是電池能量管理系統最重要的功能之一。DCDC、DCAC 轉換功能如果車輛安裝輔助電池，電池能量管理系統應能控制動力電池隨時給輔助電池模塊充電，保證輔助電池模塊的供電功能即DCDC 的轉換功能，保證低壓系統的正常工作。當應用異步電機時，電池能量管理系統尚有DCAC 的轉換功能保證電動汽車的正常運行。解決性能一致性的保護功能如果在電池箱的線路裝置了由于電池性能一致性偏差引起某個

6、電池性能變化很大，到達影響系統工作，或該電池受到損壞威脅時，兩個電池之間有旁通線路并有控制模塊時，電池管理系統應指令模塊功能啟動，進展補償，又能保證系統在偏低電壓狀態下維持工作以便維修。對電池模塊的冷卻和排除充電時產生的氫氣電池箱的冷卻風扇有兩種功能，其一是電池模塊的冷卻，尤其是充電過程中參與工作的必要性，其二是將電池模塊充電過程中排出的氫氣排除電池箱外，防止氫氣聚集引起爆炸的可能性。監測記錄控制功能在電池工作狀態下充、放電對電池模塊的工作性能、平安性能進展監測， 并對有關參數做記錄，存或進展提示、警告或指令停車、停機充電，即對過壓、過流、欠壓、絕緣等提出警示、警告與控制功能。 三、使用電池能

7、量理系統必備的條件電池能量管理系統是對電池箱電池模塊的工作進展管理， 我們認為電池能量管理系統并非一種專用儀表而是一個系統，也不是什么樣的電池箱都能應用電池能量管理系統，它應具備一定的條件才能發揮其功能，否那么會帶來不可預見的后果。電池模塊方面的要求3.1.1電池模塊應具備足夠的使用壽命、可靠性和工的穩定性大家都知道汽車是一種設計很緊湊的機-電體化的產品。電動汽車的緊湊性更加突出、電動汽車給安裝電池箱留有的空間有限，有時會造成接近性很差，加上電池質量很大，拆-卸很不方便，不能隨時進展拆卸。所以要求應用的電池具有極好的使用壽命和可靠性，使其減少維護的頻次、減少拆卸電池的次數給安裝電池能量管理系統

8、創造條件。電池能量管理系統一個重要的功能是對剩余能量的計算，如應用的電池性能不穩定、可靠性很差，電池模塊在工作中的性能難于進展SOC 的估算，另外各種變化條件溫度、濕度、放電條件等對電池模塊的影響都造成對SOC 影響，所以從剩余能量估算角度分析要求電池模塊的性能要穩定。3.1.2 電池應當是免維護電池電池應當是免維護的或維護周期長的少維護電池。否那么的話在電動汽車上能應用。原因除第一點談到的以外，如果應用于開口電池除加液費時，工作量大以外，工作時電解液的外溢、外滲對周圍環境污染嚴重，影響環境，有時會破壞電動汽車整車的電絕緣限值，影響車輛的使用壽命和使用平安3.1.3電池充電后期排出的氣體應能得

9、到控制電池充電后期排出的氣體以氫為主應能得到控制并能集中處理以保證工作平安。各種電池排出的氣體在電池箱是一種不平安的因素，不能集存，必須排除。一般有兩種處理方法：1是將每只電池的排氣系統串聯起來，集中排除電池箱外而擴散至平安處；2是在箱用強制的氣流加以驅趕排除電池箱外。3.1.4電池性能的一致性到達控制要求電池能量管理的控制參數是由電池箱參與工作的電池模塊采樣的，而控制參數并非每個電池都要采樣，否那么參數量 很大，不便管理，難于安裝。一般都在電池箱不同區域里采取最有代表性的電 池模塊，某些性能參數比方溫度作為控制參數，在經過計算比照后發布控 制執行指令，執行各種控制功能，所以說被選擇采樣電池模塊的性能參數量值 這時發出的指令不具備合理性，達不到對電池箱電池模塊的能量管理的目的。 比方電池箱中電池模塊間的性能差異較大，每個電池模塊都不具備代表整箱電 池模塊性能就難以取得可信的控制參數。所以說，用于電池能量管理的電池模 塊其性能間的差異，即電池模塊的間性能一致性差異必須在一定的圍之，這樣 用哪一個電池模塊作為采樣電池都具備條件，都具有代表性。電池模塊用的電池箱 3.2.1電池箱的要求為到達對電池進展能量管理的目的，電池模塊必須裝在一個箱，該箱應具備一定條件：1電池箱必須是密封的。除必需的通風孔外均不能與大