電動車電池管理系統(tǒng)(BMS)的設(shè)計與研究.pdf

1、電動汽車作為新能源汽車之一，蓄電池是其唯一動力來源。動力電池的工作性能決定了電動汽車的續(xù)航里程和安全性，而電池管理系統(tǒng)(BMS)是確保動力電池性能高效輸出的一項關(guān)鍵技術(shù)。
　　立足于實現(xiàn)動力電池組的均衡保護和電池荷電狀態(tài)SOC（State of Charge）估算，主要從均衡電路設(shè)計和SOC估算方法兩個方面進行研究。均衡控制的難點在于兼顧均衡時效高、均衡能效好、成本低、電路結(jié)構(gòu)簡單、SOC估算精度高等指標要求，合理地設(shè)計均衡變量、

2、實時數(shù)據(jù)采樣策略、充放電管理策略以及能量均衡策略。由此，設(shè)計了一種基于純開關(guān)列陣式均衡電路，此方案是非能耗型均衡電路中成本最低，最易實現(xiàn)的電路。而且可以隨時對任何一節(jié)或多節(jié)單體電池進行通斷控制，甚至可以控制整個電路的通斷，有效改善了電池組單體電池間的不一致性，避免了過流、過熱、過壓、欠壓等對電池的損害。SOC估算的難點在于需要采集的數(shù)據(jù)量大，精度要求高，且蓄電池的工作過程是個復雜的電化學變化，其容量受電池溫度、充放電條件、自放電率等多種

3、不確定因素的影響，電池狀態(tài)的非線性變化嚴重制約了SOC的預測精度，因而如何根據(jù)可測的電池參數(shù)對SOC作出準確的估算是一個難題。由此，提出了容易實現(xiàn)且易控制的安時積分法和開路電壓法結(jié)合的SOC估算方式，兩者結(jié)合起來剛好可以取長補短，彌補的各自的劣勢，發(fā)揮優(yōu)勢。
　　就串聯(lián)電池單體在充放電過程中存在容量不一致性的問題，設(shè)計了一種基于純開關(guān)列陣式的均衡電路，整個均衡電路只用到開關(guān)MOS管一種器件。以單體電池電壓值作為均衡變量，采用差值法

4、的控制策略，K10單片機通過電池狀態(tài)信息采集模塊實時監(jiān)測電池的狀態(tài)信息，并控制開關(guān)MOS管的導通和關(guān)斷，進而控制各單體電池的充放電時間來實現(xiàn)整體電池組的均衡充放電，解決了串聯(lián)電池單體存在不一致問題。根據(jù)目前常用的SOC估算方法及其應用范圍，用開路電壓法測得SOC初始值，結(jié)合安時積分法，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器把SOC初始值和電流采樣值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送入FPGA進行數(shù)據(jù)處理即可得到SOC值。搭建簡單易行的電池管理系統(tǒng)平臺進行試驗驗證，構(gòu)建的電池管