动力电池管理系统技术研究概述.pdf

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1、10．16638／j．cnki．167卜7988．2017．01．008动力电池管理系统技术研究概述申晓康，张超，朱谱(长安大学，陕西西安710064)摘要：文章主要就动力电池管理系统的主要技术进行概述，如检测单元的设计、SOC的估计以及能量均衡等。通过对各个技术要点的分析，总览动力电池管理系统的基本功能模块及各个功能模块的设计方法。关键词：电池管理系统；检测单元；SOC；能量均衡中图分类号：U462．1文献标识码：A文章编号：1671—7988(2017)01—19一03oVenriewofpowerbatterymanagementsystemtechnOlOgyS

2、henXiaokang，ZhangChao，ZhuPu(Chang’anUniversi吼ShaanxiXi’aIl710064)Abstract：Thisp印ermainlysummarizetllemajoftechn0109iesofBMS，suchasthedesignoftllemonitorunit，meestimationofSOC狮dmeenergybal孤cing，aIldsoon．1’描ngaIlove九，iewof廿Iebasic矗mdi蚰modulesof廿leBMS锄dhowiIlgaboutmedesignmemodsofmemodules．

3、Keywords：BMS；monitorunit；SoC；energybaIancingCLCNo．：U462．1DocumentCode：AAr6cIeID：167l一7988(2017)01-19-031、电池管理系统(BMS)研究意义随着人们对环境污染问题以及能源危机问题的重视，电动汽车逐步走入人们的视野，并渐渐走进人们的家庭。而电动汽车的相关技术也在迅猛的发展。其中，动力电池作为电动汽车的能量来源，其性能相当程度上决定了电动汽车的性能。而电池管理系统(ba牡erymanagememsystem，简称BMs)的优劣又直接决定了动力电池组的性能[n。BMS的主要功能

4、有：(1)电池状态监测与分析。包括对电压、电流、温度的监测：对电池剩余电量的估计；对电池老化状态的估测等等。(2)电池安全保护。包括过流保护，过充过放保护，过温保护等等。(3)能量控制管理。包括电池的充电控制管理，放电控制管理以及能量均衡管理等等。作者简介：申晓康，(1991．12)男，硕士学位，长安大学汽车学院在读研究生。2、电池管理系统的组成电池管理系统包括主控单元、监测单元等[2]。其基本结构如图1：3、监测单元的设计图1监测单元的主要任务是对单体电池的电压、电流以及温度进行检测，保证电压采集的精度是电池管理系统了解电池状态的基础。对于同一种电池来说，在一定温度下

5、，其开路电压(0CV)与电池的荷电状态(SOC)之间有着明确的函数关系【31，所以精确的电压的监测对于我们进行SOC估算，2017年第1期申晓康等：动力电池管理系统技术研究概述20以及均衡管理有着重要的意义。其中电压的检测方法包括：3．1电阻分压法即通过采集分压电阻上的电压信号，来计算单体电池的电压，如图2。这种方法简单易行，成本比较低，但由于分压电阻的精度问题，导致采集的电压精度不一致，影响电池的均衡；并且分压回路会消耗动力电池的电量。BI_=二!=一d；_=苎皑o#图23．2继电器开关阵列及差分运放法即通过继电器阵列控制接在单体电池两端的开关，循环采集电压信号在经过

6、差分运放将信号传递给AD转换器，如图3。这种方法优点在于解决了电阻分压的能量消耗问题，差分运放也可以一定程度上消除高压共模信号的影响，但是传统的继电器存在寿命短、体积大等问题，而如果采用性能良好的光电继电器则会带来成本上的负担。广———一L。—巳广LHf=u市广一—。‘一ll_]。—一一；山⋯专=_r·—一。一_—————一亡二=J，图33．3专用集成芯片前面两种方案都存在共同的问题，就是需要大量的连线，所以会存在电磁干扰，绝缘保护等问题，因此，专用集成芯片很好的解决了这一问题，现今很多厂商有针对电动汽车电池管理系统的IC产品，如Linear(凌力尔特)、TI(德州仪器

7、)、ADI(亚德诺)、Infineon(英飞凌)、02Micro(凹凸科技)、Maxim(美信)等等。4、SOC的估计SoC，stateofcha唱e，即电池的荷电状态。SOC是BMS系统的重要参数，精确的soc估测对汽车的安全性能及使用性能有重要的意义。SOC的估测方法：4．1电流积分法(CC法)这是计算SOC最常用的方法，即电流对时间积分即为释放的电量。此方法的缺陷在于因为电流是测量量，存在误差，随着时间的推移，误差积累会越来越大。4．2开路电压法(OCV法)0CV与S0c有明确的函数关系，因此理论上可以用单体电池的0Cv-SOC曲线