纯电动汽车电池管理系统bms的开发与应用

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1、纯电动汽车电池管理系统BMS的开发与应用简要介绍了搭载磷酸铁锂电池的电动汽车电池管理系统与整车的关系，分析了磷酸铁锂电池的充放电特性，阐述了电池管理系统的结构，对于电池电量(SOC)的估算做出阐述。1引言 随着汽车产量的大幅提升，汽车能源问题逐渐显现，汽车也需要有一种可移动能源。随着电化学技术的发展，电池作为可移动能源为电动汽车的能源问题提供了一种可行方案。目前，还没有任何一种单体电池可为电动汽车提供足够的功率需求。电池管理系统（BMS）正是电池成组技术的典型应用。车辆是一运行工况极其复杂的设备，同时又具有搭载乘客的安全要求，因而

2、电池应用于车辆上必须考虑高压安全、可靠、舒适等多种要求。目前国内汽车级电力功率器件受到工艺及材料性能的限制，轿车用的动力电池电压约为330V，要获得如此高的电压就必须依赖于电池成组技术。同时对于电动汽车电子元器件的选型较为苛刻，要保证安全特性，还需依赖于车内通讯系统，使得车内各设备协调地工作于各自的安全工作区。电池及电池管理系统是电动汽车的三大核心技术之一，BMS的技术难点在于电池电量SOC、电池循环寿命SOH、最大充放电电流的计算及绝缘电阻的监测。 2电池管理系统与整车关系 电动汽车内与动力传动相关的部件包括点火锁、接线盒（Hi

3、ghVoltageBox）、整车控制器（VehicleControlUnit）、驱动电机（TM）、电机控制器（PowerControlUnit）、直流转换器（DCDC）、电池（Battery）、电池管理系统（BMS）、车载充电器（OnBoardCharger）等。其中电机控制器、电池管理系统、整车控制器、车载充电器可作为收发节点，通过CAN总线连接，各节点可经过相互通讯知晓其它部件工作状态，以使整车系统处于高效可靠的工作状态。 2.1电池管理系统组成及工作状况电池管理系统一般包括有电池单体电压、温度信号采集模块（BMU模块）、总电

4、流及总电压信号采集模块（UI模块）、参与与整车的通讯模块（模块一）、高压接触器控制及电池均衡模块（模块二）。高压接触器包括B+接触器、B-接触器、预充接触器、直流转换器（用于向低压铅酸电池及车载低压设备供电）接触器及车载充电器接触器。均衡功能包括电池单体电压及温度均衡两方面，附带有监测并响应碰撞及电池渗漏的功能，当监测到影响安全的信号时，系统则立即切断高压电供给。BMU主要用于采集电池单体的电压及温度等信息，通过相应接口上传至模块二，经过控制策略算法，实现各接触器的动作，从而使电池管理系统进入不同的工作模式。 2.2工作模式电池管

5、理系统可工作于5种工作模式下：下电模式、准备模式、放电模式、充电模式及故障处理模式。（1）下电模式下电模式是整个系统的低压与高压部分处于不工作状态的模式。在下电模式下，电池管理系统控制的所有高压接触器均处于断开状态；低压控制电源处于不供电的状态。下电模式属于省电模式。（2）准备模式准备模式下，系统所有的接触器均处于未吸合状态。在该模式下，系统可接受外界的点火锁、整车控制器、电机控制器、充电插头开关等部件发出的硬线信号或受CAN报文控制的低压信号来驱动控制各高压接触器，从而使电池管理系统进入所需工作模式。 （3）放电模式当电池管理系

6、统检测到点火锁的高压上电信号Key_ST信号后，系统将首先闭合B-接触器，由于电机是感性负载，为防止过大的电流冲击，B-接触器闭合后，即闭合预充接触器进入预充电状态；当预充电容两端电压达到母线电压的90%时，立即闭合B+接触器并断开预充接触器进入放电模式。目前轿车常用的低压电源由-12V铅酸蓄电池提供，不仅可为低压控制系统供电，还需为助力转向电机、雨刮电机、安全气囊及后视镜调节电机等提供电源。为保证低压蓄电池能持续为整车控制系统供电，低压蓄电池需有充电电源，而直流转换接触器的开启即可满足这一需求。因此，当电池系统处于放电状态时，打

7、开B+接触器后即闭合直流转换器接触器，以保证低压电源持续供电。  （4）充电模式当电池管理系统检测充电唤醒信号ChargeWakeUp时，系统即进入充电模式。在该模式下B-接触器与车载充电接触器闭合，同时为保证低压控制电源持续供电，直流转换接触器需处于工作状态。充电模式下，系统不响应点火锁发出的任何指令，充电插头带来的充电唤醒信号可作为充电模式的判定依据。低温下磷酸铁锂电池下不具有很好的充电特性，甚至伴随有一定的危险性。基于安全的考虑，还应在系统进入充电模式之前对系统进行一次温度判别。当电池温度低于0℃时，系统进入充电预热模式，此

8、时可通过接通直流转换接触器对低压蓄电池供电，并为预热装置供电以对电池模组预热；当电池包内的温度高于0℃时，系统可进入充电模式，即闭合B-接触器。无论在充电状态还是在放电状态，电池的电压不均衡与温度不均衡将极大地妨碍电池性能的发挥。在充电状态下，极容