电动汽车电池管理系统应用与分析

电动汽车电池管理系统应用与分析石琪-1-1研修班毕业论文电动汽车电池管理系统应用与分析授课老师：邓亚东专业：车辆工程姓名：石琪完成日期：2017年6月15日电动汽车电池管理系统应用与分析石琪-2-2摘要随着社会的发展以及能源、环保等问题的日益突出，纯电动汽车以其零排放，噪声等优点越来越受到世界各国的重视，被称作绿色环保车。作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统（ＢＭＳ），是电动车产业纯的关键。，以锂电池为动力的电动自行车、混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等受到了市场越来越多的关注。我国对电动车的发展极为重视，早在1992年就把电动车的开发发展列入国家的“八五”重点科技攻关项目，对电池管理系统以及充电机系统进行了长期深入的研究开发，在BMS方面取得很大的突破，与国外水平也较为接近，研制产品在纯电动和混合动力电动车上得到大量使用。但电池管理技术还并不成熟，电动汽车的发展及产业化，对动力蓄电池管理系统将具有巨大的市场需求，同时技术上也将提出更高的要求。关键词：BMS纯电动汽车动力电池锂电池can通讯单片机电动汽车电池管理系统应用与分析石琪-3-3Abstractwiththeoilprice,theenergyshortage,theincreasinglyseriousurbanenvironmentpollution,analternativetooildevelopmentofnewenergyusemoreandmoreattentionbygovernments.Inthenewenergysystem,batterysystemsisoneoftheindispensableimportantcomponent.Inrecentyears,withthelithiumbatterypoweredelectricbicycle,hybridcars,electricvehicles,fuelcellautomobile,bythemarketmoreandmoreattention.ThedevelopmentofelectricvehicleinChina,agreatimportanceinearly1992,thedevelopmentoftheelectriccarinnationaldevelopmentoffive-yearkeytorch-planprojectsofbatterymanagementsystem,andchargingmachinesystemforthelong-termin-depthresearchdevelopment,inBMSgainedgreatbreakthrough,andforeignlevelalsoapproaches,theresearchproductsinpureelectricandhybridelectricvehiclegotalotofuse.Butbatterymanagementtechnologyisstillnotmature,electricvehiclesandthedevelopmentofindustrializationofmotivebatterymanagementsystem,withthehugemarketdemand,buttechnologywillalsoputforwardhigherrequest.Keywords:BMSpureelectricvehiclepowerbatterylithiumbatteriescancommunicationmicrocontroller电动汽车电池管理系统应用与分析石琪-4-4目录第一章绪论.................................................................................................................................51.1前言................................................................................................................................................51.2池管理系统在国内外的发展概况及存在问题............................................................................5第二章电池管理系统组成...........................................................................................................72.1电池管理系统................................................................................................................................72.2电池管理系统实现的功能............................................................................................................7第三章电池管理系统的原理........................................................................................................93.1管理系统的结构的原理................................................................................................................93.2充电管理........................................................................................................................................93.3电池管理系统管理策略.............................................................................................................123.4SOC电量检测...........................................................................................................................12结论............................................................................................................................................14参考文献....................................................................................................................................15电动汽车电池管理系统应用与分析石琪-5-5第一章绪论1.1前言随着能源紧缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重，替代石油的新能源的开发利用越来越被各国政府所重视。所以说随着各国対新能源汽车的推广，电动汽车会被越来越多的关注，电池系统是电动汽车的关键部件，由于电动汽车的显著特点和优势，各国都在发展电动汽车。根据汽车的使用特点，其实用的动力电池一般应具有比能量高、比功率大、自放电少、工作温度范围宽、能快速充电、使用寿命长和安全可靠等特点，因此，电池管理系统对电动汽车的性能起到了决定性的作用。1.2电池管理系统在国内外的发展概况及存在问题近年来，我国的汽车行业发展迅速，已成为世界第四大汽车生产国和第三大汽车消费国。但是我国的石油资源短缺，目前石油进口量以每年两位数字的百分比增长，预计到2010年进口依存度将接近50%。因此大力发展新能源汽车，用电代油是保证我国能源安全的战略措施。因此大力发展新能源汽车是实现我国能源安全、环境保护以及中国汽车工业实现跨越式、可持续发展的需要。车用动力蓄电池是电动汽车产业化的关键。电动汽车电池管理系统(BMS)是电动汽车中一个越来越重要的关键部分，近年来已经有了很大提高，但在采集数据的可靠性、SOC的估计精度、均衡技术和安全管理等方面都有待进一步改进和提高。所以，大部分企业在电动汽车研制中曾遭遇尴尬，车用动力电池不仅是制约电动汽车规模发展的技术瓶颈，而且是电动汽车价格居高不下的关键因素，其成本占整车成本的30%～50%。因此，动力BMS的性能对电动汽车使用成本、节能和安全性至关重要。我国在这方面的研究还刚刚起步,即使美国等汽车工业发达国家的研制工作也不完善我国在“十五”期间设立电动汽车重大研究项目，积极推进BMS研究、开发和工程化应用，取得了一系列的成果和突破。在电动汽车领域，我国与发达国家的科技水平差距不是很大，决定电动汽车产业成熟度的关键因素是动力电池技术，目前中国企业在电池技术方面处于领先地位，已经成为世界最大的车用动力电池供应国。目前主要是一些高校依托自己的科技优势，联合一些大的汽车生产商和电池供应商共同进行了如下研究：电池动态参数采集的稳定性和精度的提高；车载电池SOC的估测；电池模型的研究；电动汽车电池管理系统应用与分析石琪-6-6电池组均衡控制的研究；BMS与充电机进行CAN通讯，实现协调控制和优化充电；车载电池组箱体空间和机械结构设计及合理的散热控制；电池故障分析与在线报警、BMS自检及处理。在国外，比较典型的BMS如：现在正在开展基于智能电池模块(SBM)的BMS研究,即在1个电池模块中装入1个微控制器并集成相关电路,然后封装为一个整体,多个智能电池模块再与1个主控制模块相连,加以其它辅助设备,就构成1个基于智能电池的管理系统；EV1BMS的功能和特点包括：单电池的电压监测；分流采集电池组的电流；过放电报警系统；高压断电保护；电量里程预算等；BatOpt系统是一个分布式系统，包括中心控制单元（MCU）和监控模块。监控模块通过twowire总线，向MCU传输每个电池工作信息，MCU在收集信息后，对电池进行优化控制；BATTNIANBMS强调不同型号动力电池组管理的通用性，其最大特点是：通过改变硬件的跳线和在软件上增加选择参数的方法，来管理不同型号的电池组。目前进行电动汽车研发的主要企业有一汽、上海大众、东风汽车、长安汽车、奇瑞汽车、吉利汽车、比亚迪汽车、上海华普、上海通用等企业。然而,除奇瑞和比亚迪外,其他企业在电池管理领域没有或仅有很少的专利申请。究其原因,一方面,一些电动车研发企业还没有将研发重心放到电池管理系统上；另一方面,国内企业在知识产权保护上意识不足,还没有自己的专利技术。目前,我国一些企业已经就电池管理系统技术申请了专利。在电池管理领域专利申请量排前六位的国内企业有:比亚迪、奇瑞汽车、深圳市比克电池有限公司、中兴、天津力神电池股份有限公司和华为。电动汽车电池管理系统应用与分析石琪-7-7第二章电池管理系统组成2.1电池管理系统管理系统（BMS）主要有以下几部分组成：数据采集单元（采集模块）、中央处理单元（主控模块）、显示单元、均衡单元检测部件（电流传感器、电压传感器、温度传感器、漏电检测）、控制部件（熔断装