电池管理系统对电动汽车发展的影响

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1、电池管理系统对电动汽车发展的影响　　摘要：随着新能源汽车概念的普及，越来越多的电动汽车进入人们的日常生活中。区别于传统燃油车，电动汽车上最主要的三个部件分别是电池、电机和电控，其中动力电池作为电动汽车动力的核心，起着极其重要的作用。而作为动力电池、整车控制以及电机的连接，电池管理系统的重要性不言而喻。文章主要通过分析电池管理系统的结构功能，进一步说明其在电动汽车上的重要性。　　关键词：电池管理系统；电动汽车；动力电池　　1概述　　电动汽车的发展离不开动力电池的帮助，电动汽车使用的动力电池需要高功率密度、高能量密度、寿命长、环保等要求，这就需要对电池进行行之有效的管

2、理控制。由于电池内部的电化学反应的难以捉摸，仅仅依靠动力电池自身难以满足电动汽车的使用要求，要让动力电池在电动汽车上充分发挥其性能，离不开电池管理系统的帮助。电池管理系统在电动汽车的运行过程中主要是对电池组各项性能监测，保护电池防止过早失效，并具有各种告警功能等，因此电池管理系统在电动汽车的使用过程中发挥着极大的作用。　　2电池管理系统结构　　电池管理系统根据其拓扑结构主要分为三种构型，分别是集中式系统、半分布式系统和分布式系统。　　2.1集中式系统　　所谓集中式，是将整个电池系统的电压采集功能以及温度采集功能集中在一块管理系统板上，由整车控制器直接控制高压继电器

3、。大部分低压的HEV以及特种车都采用这样的结构。这种结构的优点是结构比较简单，成本较低，但缺点是可扩展性较差，只能适用于较小的电池组。　　2.2半分布式系?y　　是将采集功能集成在电池组上，管理系统与采集模块通过线束进行连接。这种方式主要用于模组排布比较奇特的电池系统，优点是整个系统的部件较少，缺点是成本较高。　　2.3分布式系统　　将电池模组的采集功能与管理功能分离，整个系统形成电池组管理单元、电池管理控制单元、高压继电器控制单元，这种方式的优点是可以将模组装配过程简化，采样线束简单，并且在电池系统较大时，这种模式优势更加明显。缺点是成本高，电池组管理单元需要单

4、独的MCU进行管理控制，独立的CAN总线需要将各个模块的信息整合发送给电池管理控制单元。但是由于其良好的可扩展性，在越来越多的电动汽车上得到应用。　　3电池管理系统的主要功能　　3.1估算动力电池组的荷电状态　　电池组的荷电状态（StateofCharge，即SOC），即电池剩余电量。对动力电池的SOC进行估算，主要是为了发挥电动汽车的动力电池性能以及提高行车安全性。　　3.2动力电池组状态采集　　状态采集功能是电池管理系统最基本的功能，电动汽车使用的动力电池组一般由几十只甚至上百只电池串并联使用，动力电池组的状态采集包括电池电压采集、温度采集以及电流采集。电池管

5、理系统对电池组状态进行采集并反馈至处理器终端，经处理器进行数据分析处理后，由各执行部件进行显示、警示以及控制等。　　3.3充放电状态控制　　电动汽车的充放电控制主要是通过电池管理系统与充放电设备、充电桩（机）等进行硬件连接确认以及通讯，从而从充放电设备上获取需求的电压、电流，对动力电池进行充电。　　3.4均衡控制　　动力电池组由于生产工艺、工作环境以及电池老化的不同造成电池成组后存在差异。这种差异可能会降低电池组的总容量，如果在实际使用过程中不对电池组进行均衡控制，长时间使用可能会导致电池组过度充电或过度放电，严重时将永久性地损坏电池。目前电池管理系统对电池组的均

6、衡控制主要分为主动均衡与被动均衡两种模式，实现方法有电流分流法、能量转移法等。电池管理系统的均衡控制有利于提高动力电池的使用寿命，增加电动汽车的行驶里程。　　3.5通讯功能　　电动汽车上的通讯包括电池管理系统之间的通讯、电池管理系统与整车的通讯、电池管理系统与充电桩之间的通讯。通讯功能主要是通过CAN通讯进行实现。　　3.6状态指示功能　　电池管理系统将采集到的电压、温度、电流信号通过CAN通讯传送至整车控制器，通过电动汽车安装的仪表显示电池组电压、温度、充放电电流以及SOC，以此来指导驾驶员进行相关操作。　　3.7保护功能　　电池管理系统保护功能一般包括：欠压保

7、护、过压保护、过流保护、过热保护等。在电池充放电过程中对电池组的工作性能、安全性能进行监测，并将监测的有关数据进行分析处理，对过压、过流、欠压、绝缘等提出警示、警告与控制，通过执行器件进行断电保护。　　4电池管理系统在电动汽车上的重要性　　电池管理系统对电动汽车的影响，总起来说是对电动汽车电池组寿命的影响。一般来说影响电池寿命原因可以分为内部因素和外部因素，内部因素主要由电池生产阶段所决定，电池生产完成后已经无法改变。而外部因素则是后期电池使用维护过程所决定的，这其中起到决定性影响的是电池管理系统。电池管理系统对电动汽车的影响主要体现在以下几个方面：　　4.1热管

8、理的影响