电池管理系统国内外研究现状

国外电池管理系统研究现状

国外在电动汽车的发展与研究上，相对国内起步较早。在外国的高校与研究机构中，针对电池管理系统中的部分功能，如SOC、SOH的计算[16-20]进行了大量的研究，针对整个系统的研究还比较的少，BMS的研究主要集中在汽车相关企业中。特别是近年来一些大型汽车生产制造商以及汽车零配件供应商针对各类型的电池进行深入的研究与探索，对电动汽车及其动力电池做了大量具有针对性的试验，取得了一系列研究成果，并成功商业化生产了一系列BMS。这些企业针对电池建立了适应性很强的通用电池模型，以及针对各类型电池也建立了适用范围有限的复杂电池模型，促成了动力电池及其关键材料的进步并成功量产了满足电动汽车性能要求的动力电池，一些公司已经成功开发了适用于电动汽车的电池管理系统[21-22]。其中比较有代表性的电池管理系统有：来自德国的Mentzer Electronic GmbH和Werner Retzlaff为领导的团队开发的BADICHEQ系统；还有同样来自德国的设计的BATTMAN系统；日本丰田汽车生产的Pruis混合动力电动汽车上所使用的电池管理系统；以及近年来风靡全球的美国电池汽车制造商特斯拉纯电动汽车上所使用的电池管理系统。日本青森工业研究中心长期以来一直致力于 BMS 的实际应用；美国 Villanova 大学和 US Nanocorp公司共同开发适用于各种电池类型的 SOC 模糊逻辑预测。

国内电池管理系统研究现状

国内在电动汽车的起步相对国外较晚，但是发力更猛，目前，国内致力于电池管理系统研究工作的企业、研究所以及高校有很多，已经成功研发出一系列电池管理系统[23-28]。北京交通大学与惠州亿能电子合作开发的BMS成功的应用在08年奥运纯电动大巴上，哈尔滨工业大学和北京理工大学联合成立的哈尔滨冠拓公司研发的BMS被应用在一些国产电动汽车品牌上。但是由于许多关键技术的瓶颈还没有突破，使得已经装车运行的电池管理系统与整车以及所使用的电池之间匹配度不高，偶有新闻报道汽车行驶故障以及安全隐患，使得电动汽车在市场上的口碑不高，因此电池管理系统在国内还有很大的发展空间。下表归纳了国内电池管理系统在发展中所遇到的问题，以及在2020年应当得到改进与发展的突破点。

表1-2 电池管理系统的发展现状与发展规划

Table1-2 Current situation and development plan of battery management system 项目现状发展规划2015指标2020指标

电芯SOC估算不准确或难以

量产实现提高估算精度基于安时积

分算法的加

入各类修正

基于安时积分算法

的加入各类修正

电芯及Pack 热管理无管理或简单

散热处理

提高电池的安全

性记忆延长电池

使用寿命

强制通风管

道结构及设

计，水冷

自然风，空调用于散

热以及散出热量的

再利用

充电策略两段式或三段

式充电策略提高电池使用寿

命，提高充电速

度

脉冲充电方

式或三段式

充电

研发可快充的新型

材料应用于动力电

池

电池模组内均衡被动式充电均

衡

延长续航里程被动式均衡主动均衡

储能电站总体技术方案

储能电站总体技术方案 2011-12-20

目录 1.概述 (3) 2.设计标准 (4) 3.储能电站（配合光伏并网发电）方案 (6) 3.1系统架构 (6) 3.2光伏发电子系统 (8) 3.3储能子系统 (8) 3.3.1储能电池组 (8) 3.3.2 电池管理系统(BMS) (10) 3.4并网控制子系统 (14) 3.5储能电站联合控制调度子系统 (16) 4.储能电站（系统）整体发展前景 (19)

1.概述 大容量电池储能系统在电力系统中的应用已有20多年的历史，早期主要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能系统在新能源并网中的应用，国外也已开展了一定的研究。上世纪90年代末德国在Herne 1MW的光伏电站和Bocholt 2MW的风电场分别配置了容量为1.2MWh的电池储能系统，提供削峰、不中断供电和改善电能质量功能。从2003年开始，日本在Hokkaido 30.6MW风电场安装了6MW /6MWh 的全钒液流电池（VRB）储能系统，用于平抑输出功率波动。2009年英国EDF电网将600kW/200kWh锂离子电池储能系统配置在东部一个11KV配电网STATCOM中，用于潮流和电压控制，有功和无功控制。 总体来说，储能电站（系统）在电网中的应用目的主要考虑“负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功能应用。比如：削峰填谷，改善电网运行曲线，通俗一点解释，储能电站就像一个储电银行，可以把用电低谷期富余的电储存起来，在用电高峰的时候再拿出来用，这样就减少了电能的浪费；此外储能电站还能减少线损，增加线路和设备使用寿命；优化系统电源布局，改善电能质量。而储能电站的绿色优势则主要体现在：科学安全，建设周期短；绿色环保，促进环境友好；集约用地，减少资源消耗等方面。

国内外汽车动力电池管理系统(BMS)发展概况

引言 电池的性能和使用寿命直接决定了电动汽车的性能和成本，因此，如何提高电池的性能和寿命得到了各方面的重视。电动汽车上使用的动力电池是由多个电池单体通过串并联方式组成电池组，电池单体都紧密地布置在一起，在进行充放电时，各个电池单体所产生的热量互相影响，如果散热不均匀，将造成电池组局部温度快速上升，使电池的一致性恶化，使用寿命大大缩短，严重时会造成某些电池单体热失控，产生比较严重的事故。当动力电池处于低温环境中，电池的充放电性能会大大降低，导致电池无常工作。为了使动力电池组保持在合理的温度围工作，电池组必须拥有科学和高效的热管理系统。目前，国外的许多研究人员对电池组的热管理系统做了大量的研究，进行了一些新的探索，以期提高热管理系统的控制效果，从而提高电动汽车电池组的性能和使用寿命。 国外汽车动力电池管理系统（BMS）发展概况 目前，影响电动汽车推广应用的主要因素包括动力电池的安全性和使用成本问题，延长电池的使用寿命是降低使用成本的有效途径之一为确保电池性能良好，延长电池使用寿命，必须对电池进行合理有效的管理和控制，为此，国外均投入大量的人力物力开展广泛深入的研究。 日本青森工业研究中心从1997年开始至今，持续进行（BMS）实际应用的研究,丰田、本田以及通用汽车公司等都把BMS纳入技术开发的重点；美国Villanova大学和USNanocorp公司已经合作多年对各种类型的电池SOC进行基于模糊逻辑的预测；国Ajou大学和先进工程研究院开发的BMS系统的组成结构及其相互逻辑关系。该系统在上述结构中进行功能扩展，即增设热管理系统、安全装置、充电系统以及与PC机的通信联系。另外还增加与电动机控制器的通信联系，实现能量制动反馈和最大功率控制。 我国在十二五期间设立电动汽车重大专门研究项目，经过几年的发展之后，在BMS方面取得很大的突破，与国外水平也较为接近。在国家863计划2005年第一批立项研究课题中，就分别有理工大学承担的EQ7200HEV混合动力轿车用镍氢

本课题国内外研究现状分析

. Word资料●本课题国外研究现状分析 教育科研立项课题如何申报与论证博白县教育局教研室朱汝洪发布时间： 2009 年 4 月 2 日19 时24 分一、课题申报的基本步骤第一步： 阅读各级课题申报通知，明确通知的要求；第二步： 学习研究课题管理方面的文件材料；第三步： 学习研究《课题指南》，确定要申报的课题（可以直接选用《课题指南》中的课题，也可以自己确定课题）；第四步：组织课题组，认真阅读关于填表说明的文字，研究清楚课题《申请评审书》各个栏目的填写要求；第五步： 根据《申请评审书》各栏目的要求分工查找材料和论证；第六步： 填写《申请评审书》草表；第七步： 研究确定后，填写《申请评审书》正式表（一律要求打印）；第八步： 按要求复印份数；第九步： 按要求签署意见、加盖公章；第十步： 填写好《课题申报材料目录表》；第十一步： 按时将《申请评审书》《课题申报材料目录表》和评审费送交县教研室科研组转送市教科所（也可以直接送市教科报，但必须报县教研室备案）。

二、教育科研课题的选题1、课题的选题方法。 一是从上级颁发的课题指南中选定；二是结合学校的实际对课题指南中的课题作修改；三是完全从学校的实际出发确定课题。 2、课题的选题要依据的原则。 一是符合法规和政策；二是切合当地和学校实际；三是适合教师的水平和能力；四是切中当前教改热点。 3、课题名称的规表述。 ①研究，如小学生学习兴趣培养的研究。 ②实践与研究，如高中学生探究性学习的实践与研究。 ③应用研究，如合作学习理论在初中语文教学中的应用研究。 ④实验与研究，如杜郎口模式的实验与研究。 ⑤探索与研究，如农村寄宿制小学学生管理的探索与研究。 三、立项课题的论证例说（以2009 版市课题申报表的要求为准）1、课题论证的含义。 课题论证，也叫论证与设计、设计与论证，是对所要申报的课题的选题依据、研究目标、研究容、研究重点、研究难点、研究思路、研究步骤、研究条件等进行的阐述与设计。 2、课题论证的包括的容。 不同级别的课题申报表（课题申请、评审书）要求有所不同，但基本上包括两大方面的容： 一是关于本研究课题的论证，二是关于对课题实施的论证。 3、课题论证例说。

储能电站中电池管理系统的研究 赵喜奎

储能电站中电池管理系统的研究赵喜奎 发表时间：2020-03-16T15:10:13.573Z 来源：《电力设备》2019年第20期作者：赵喜奎 [导读] 摘要：本文研究了储能电站中的电池管理系统解决了目前的储能电站使用的电池管理系统还存在可靠性差、电能质量不高的问题。 (大唐黑龙江新能源开发有限公司黑龙江哈尔滨 150000) 摘要：本文研究了储能电站中的电池管理系统解决了目前的储能电站使用的电池管理系统还存在可靠性差、电能质量不高的问题。 1 引言 “储能电站”是现代化城市为节约和调度电能而建立的一种小型电站。据估算，一个由20个电池模块组成的兆瓦级 “储能电站”，可满足若干个居民小区或多幢商务楼宇一天的非动力用电之需。储能电站不仅可以应对电网中断或大面积停电等突发事件，而且可以起到对电能“削峰填谷”的调节作用。在电能富余时将电能存储，电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出。它具备能量转化效率高，绿色环保无污染等众多优势，同时，对于电网的安全运行及发电厂的科学建设也有着相当重要的意义。 关键词：储能电站电池管理系统削峰填谷提高电能质量 2 储能电站中电池管理系统的技术路线 2.1主要技术原理 储能站接在升压变压器低压侧0.4KV处接入，主要考虑削峰填谷、提高电能质量、孤网运行、配合新能源接入等功能应用。主要由蓄电池、蓄电池管理系统（BMS）、能量转换系统（PCS）、储能站监控系统等组成。储能站将实现提高电能质量、孤网运行、配合新能源接入等功能。提高电能质量通过有功、无功功率控制等手段实现，有功控制是指通过储能站监控系统接收来自远方调度的有功控制指令，或按照就地频率测量以及对频率调整的需求来控制电池系统充、放电状态；无功控制是指通过储能站监控系统接收来自远方调度的无功控制指令对PCS进行控制。孤网运行是指按照设定的条件脱离主网,在容量范围内为部分负荷提供符合电网电能质量要求的电能。与新能源配合是指储能站与站内的光伏、风电等系统配合，平衡间歇式能源的输出，为电网提供高质量电能。储能电池堆使用寿命不小于30年（按照每天充放电一次计），或充放电循环寿命不小于18000次。 2.2 主要技术路线 电池管理系统无论在储能电站充电过程中还是放电过程中都能可靠的完成电池状态的实时监控和故障诊断，并通过总线的方式告知PCS或储能站监控系统，以便采用更加合理的控制策略，对蓄电池可能出现的故障进行报警并保护其本体，对蓄电池单体及模块的运行进行优化控制，保证蓄电池安全、可靠、稳定的运行。为了储能电站的运行需要，电池管理系统按照如下的方案进行设计和实现。 1.电池基本参数 2.储能电站需单体电芯数量：（1*4*12）*（2*25）*10*2=48000节 3.单体电芯标称电压：2.3V 4.单体电芯标称容量：50AH 5.储能电站额定直流电压：27.6*25=690V 6.电池类型：锂离子电池 7.电池组保护参数及报警阀值 8.运行模式：储能电站充电及放电 2.3储能电站中电池管理系统结构图 如下图1所示。该系统由主控制模块（BCU）、中间控制模块（MBCU）和最小测控模块（LBCU）组成。LBCU模块通过内部CAN总线与MBCU通信。MBCU模块通过CAN总线与BCU通信。BCU与PCS通过CAN总线通信，与监控系统通过RS232通信（如储能电站监控系统为以太网接口，则主板相应增加以太网模块）。 2.4电池管理系统控制模块（BCU）组成 1.电源变换：利用220V供电，通过电源变换器得到3路隔离电源，输出电压均为5V，但有功率和耐压得区别，所以不能混用。 2.指示灯：包括电源指示灯和运行状态指示灯。反映出系统各个模块是否正常运行。 3.看门狗：采用硬件看门狗。 4.存储器：一个记录系统参数，一个记录运行数据。 5. 运行参数存储器记录数据：运行历史记录，故障记录，运行数据和故障记录按页分段，一页未写满，下一记录另起一页。 6. 历史记录方式：每2分钟（时间可调）记录一条运行记录至历史数据地址，记录满后，将历史记录满标志置位，并在从第0开始覆盖以前记录。 7. 故障记录方式：当出现故障的时候，写一条记录，如果故障未恢复也未变化，则每隔3分钟记录一条，如果故障变化，则出现新的故障就记录一条。 8. 系统时钟：用于提供系统记录数据的发生时间，也可用于自放电的处理。 9. 高压电路控制保护模块：由于储能电站电压较高（达到700V以上），故单独设计高压电自动断路控制器模块，实时监控高压电路的

特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析

特斯拉电动汽车动力电池管理系统 解析 1.Tesla目前推出了两款电动汽车，Roadster 和Model S，目前我收集到的 Roadster的资料较多，因此本回答重点分析的是 Roadster的电池管理系统。 2.电池管理系统(Battery Management System, BMS)的主要任务是保证电池组工作在安全区间内，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。 BMS勺主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。我的主要研究方向是电池的热管理系统，因此本回答分析的是电池热管

理系统(Battery Thermal Man ageme nt System, BTMS). 1.热管理系统的重要性 电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。首先，锂离子

电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下（如低于0° C）对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。其次，锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件，威胁到车辆驾乘人员的生命安全。另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10~30° C之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命，增加用户的总拥有成本。 电池热管理系统是应对电池的热相关问题，保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。热管理系统的主要功能包括：1）在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故；2）在电池温度较低时进行预热，提升电池

电池管理系统 (BMS)

如何重新定义电动汽车电池管理系统 （BMS ）？ 来源：英飞凌公司 作者：Klaus & Bj?rn2013年12月13日 12:01 0 分享 订阅 [导读] 无论是简单的充电控制器还是复杂的控制单元，对于电池管理系统 （BMS ） 的需求都在迅速增长，尤其是电动汽车领域。除了传统的充电状态监控外，BMS 系统还必须遵守日益严格的安全法规，注重控制和待机功能、热管理和用于保护 OEM 车厂电池的加密算法。 关键词：电池管理处理器英飞凌电动汽车 随着电气化动力系统变得日益复杂，BMS 需要执行的功能增多，承受的负担之重前所未有。 无论是简单的充电控制器还是复杂的控制单元，对于电池管理系统 （BMS ） 的需求都在迅速增长，尤其是电动汽车领域。除了传统的充电状态监控外，BMS 系统还必须遵守日益严格的安全法规，注重控制和待机功能、热管理和用于保护 OEM 车厂电池的加密算法。未 来，甚至车辆控制单元 （VCU ） 的部件和功能也会与 BMS 相关联。 图1 配备所有相关部件的电动汽车电池管理系统 （BMS ）

未来，BMS 将在电动汽车领域发挥重要作用。然而 BMS 的各个子功能往往由 OEM车厂定制，会因系统配置不同而存在很大差异。因此，不可能制定出适用于每一个电动汽车制造商的完整的 BMS 要求列表。然而，电池管理系统处理的任务范围不断扩大，这一事实毋庸置疑。BMS 最常见的要求包括安全要求、控制和监控功能、待机功能、热管理、加密算法和预留可扩展接口增加新功能。 安全要求 在 ISO 26262 安全标准范围内，如 BMS 等特定的电气和电子系统将被归类为从 ASIL C 至 ASIL D 的高安全类别。与之对应的故障检测率至少为 97% 至 99%。电池系统中最危险的故障来源有：因电缆磨损或事故而导致车辆底盘出现高电压漏电而未被发现；各种引起高电压电池起火或爆炸的原因：例如对电池过度充电（例如在公用电网上或因停电恢复引起）、电池过早老化（例如爆炸性气体泄漏）、液体进入和短路（例如因雨水引起）、滥用（例如维修不当）和热管理错误（例如冷却失效）等。 在安全方面，主开关（主继电器）在避免与高电压相关的事故中起到了重要的作用，它可确保 BMS 电子系统能够作出充分的故障反应。发生故障时，BMS 模块会在适当的故障反应时间内断开开关（例如 10ms 以内）。非关键故障安全条件的特征通常是：如果 BMS 微控制器（MCU）失效，甚至在控制器逻辑完全失效的情况下，独立的外部安全元件（例如窗口看门狗）仍可确保主开关继电器可靠地打开逆变器（正/负）的两个高电压触点。BMS 系统中还集成了其他安全功能，包括漏电电流监控和主开关继电器监控。 控制和监控功能： 其他 BMS 功能包括对电动汽车中昂贵的高电压电池的监控、保养和维护。BMS 控制和监控功能来源于安装于电池包中的电子平衡单元。管理各个电池组内（battery slave pack）的平衡，同时精确地感测各个单电池的电压。平衡芯片通常可管理多达 12 个单电池组成的群组。相关数量的电池群组串联后可产生高达数百伏的高中间电路电压以供逆变器控制之用，这是电动汽车的逆变器电驱动所必需的。 位于主开关对所有高电压电池的总电流的测量，以及从芯片对各个单电池电压的单电池精确同步监控，BMS 可使用特定算法（例如，基于电池化学 Matlab Simulink 模型）评估充电状态及健康状态等电池参数。BMS 通常不会安装在非常靠近高电压电池的位置，但是通常会通过冗余的流电去耦总线系统（比如 CAN 或其他适合的差分总线）与电子平衡从动元件相连接。它由汽车电压（12 伏电池）供电，因此可通过现有的网络架构与现有的控制单元群组结合使用，无需进一步的流电去耦措施。最后，它还改善了安全性，因为它让 BMS 能够在高电压电池发生机构或化学缺陷时确保功能正常并且安全地断开主开关。 随着电池专用的化学/电气算法日益复杂，预计 BMS 将需要使用拥有 2.5MB 至 4MB 闪存和强大的多核处理器架构的 AURIX 等微控制器（MCU）。这种组合可以保证有足够的内存用于全面校准参数并提供足够的计算能力（图 2）。

国内外研究现状范例

2、国内外研究现状： 针对孔壁和管道间的环状空间中的混合泥浆，国内外学者采取了现场检测、室内模型实验、数值模拟等手段研究它的物理力学性质变化规律。 在先导孔钻进和扩孔过程中，泥浆压力高达1~2MPa，相当于l00~200 m高的水头压力[4]，当泥浆压力过大时将强烈破坏周围地层，为研究合适的泥浆压力，刘杰[5]研究了泥浆在地层中的作用机理，揭示了泥浆在地层中的渗流规律。余剑平等人[3]分析了定向钻穿越冲湖积土层时的泥浆溢出现象，通过钻孔观察得出渗透泥浆呈“土、丰”字型分布，扩散半径约为管径的2~3倍，渗透泥浆层的厚度一般约2~3mm。赵明华等人[6]分析了HDD穿越监利洪湖大堤引起堤脚冒浆的原因，认为冒浆与上覆土体的厚度、粘性，钻压、钻井液粘度等参数有关。晁东辉[7]采用了有限元数值方法模拟水平定向钻孔施工的过程，研究了施工过程中泥浆对孔壁的影响。关立志[8]认为管道与孔壁之间的空洞经过一段时间会引起上履土体下沉、堤防塌陷等灾害。宋新江等人[2]根据《土坝坝体灌浆技术规范》中规定的地层最大容许灌浆压力分析了河堤发生塌陷的可能原因：①当孔道四周泥浆压力消散，引起孔内过量坍塌，是地面形成裂缝和塌陷的一个主要原因。②当管道穿过的砂层为粉砂、粉细砂、细砂或中砂，受扰动后强度降低易塌落。③泥浆压力消散或大量减小后便会产生沉淀，同时在管道四周的环空间隙中泥浆与土的混合物会产生固结变形，这种固结作用会引起土体下陷。王建钧[9]分析了环空周围土体在应力重分布作用下发生塑性挤出、膨胀内鼓、塑流涌出和重力坍塌的原因，并根据Mohr-Coulomb破坏准则给出了孔壁失稳破坏的理论公式。 针对环空混合泥浆的力学性质研究，Knight, M.等人[10]铺设了一条直径为200mm的HDPE管道两年后开挖观察,发现环状空间并未形成空洞，表明环空泥浆与土体发生了相互作用。美国的Samuel T. Ariaratnam等人[11]分别在粘土和砂层中进行水平定向钻进管道铺设试验，分别铺设了直径为100mm、200mm及300mm 的HDPE管各两根，分别在一天、一个星期、两个星期、四个星期以及一年以后对管道进行开挖检查，观察环状空间中土体含水量的变化、固结状况并进行土体强度测试，得出环空混合泥浆含水量逐渐降低、强度增加。李俊[12]认为HDD 铺管后残留孔洞会发生由应力重分布引起的沉降和固结沉降，分别给出了计算公式，由于HDD施工，钻孔周围一部分土体扰动进入塑性状态，形成一个软弱带，在地下水作用下发生管涌。朱乃榕[13]从渗流角度研究了西气东输管道穿越工程对河堤的稳定性影响。他假设管道周围土体的渗透系数比河堤其他土体的渗透系数大二个数量级，分析堤防处于最高洪水位与低水位两种危险情况下的堤防渗流稳定性。并采用二维和三维有限元数值模拟技术进行渗流计算。得出输气管道的穿越对于堤防的抗滑稳定性影响也比较小，但有可能沿管壁周围形成渗流通道，在管道穿越出土点附近发生管涌破坏。但研究的输气管道直径只有710mm，远小于西气东输工程二期所采用的直径1219mm的管道，所以不能断定如此大直径的管道穿越是否会对河堤造成更大的危害。 国内外学者采用了多种方法、设备研究环空混合泥浆的力学性质，Ariaratnam[14]收集了美国各地的土样进行室内模拟试验，先测试泥浆的流变特性，然后在泥浆中加入各种土样，进行混合物的流变特性测试。Tubb[15]介绍了Mears/HDD LLC公司采用孔内压力测试设备可

电池储能系统能量管理技术浅析(经典)

电池储能系统BMS发展概况 由于BMS在电池储能系统中发挥的巨大作用，吸引了国内外一大批优秀的电池企业或保护板企业，甚至新兴高科技企业，如A123、ATL、比亚迪、惠州亿能、东莞钜威等对电池储能系统BMS的研发投入。早期的电池管理系统一般只有电池过充电/过放电控制、电压/电流/温度监测及简单的通讯等功能，初步满足了电池储能系统的需求。 但是由于电池制造工艺的限制，特别是国内大多数生产电池的厂商，仍旧在采用半自动化甚至手工方式生产电池，导致电 池内阻、电压、容量的一致性问题，在大型储能系统中遇到了严峻的考验，严重影响着储能系统容量及性能的发挥，电池组使 用寿命可能缩短数倍甚至十几倍。 为了解决电池的一致性问题，电池均衡技术应运而生。新的带无源均衡(Passive Balancing)功能的电池管理技术，增强了电池的采集监测功能，采用一定的均衡控制策略，并且加入了高速的通信功能，可以在一定程度上减轻电池一致性带来的容量 下降及寿命缩短问题。目前许多企业都是采用这种方式进行电池管理系统的设计。然而这一传统的均衡技术却带来了新的问题，无源均衡方案，采用功率型电阻作为均衡器件，例如美国的专利《Systemand Method for Balancing Cells in a Battery Packwith Selective Bypass Paths》(US7,466,104 B2)，《Method for Balancing Lithium Secondary Cells andModules》(US7,609,031 B2)中都有说明，这一均衡方式在大型电池系统中带来了均衡电流做不大、热耗散困难、均衡电路散热设计成本高昂等问题，并且均衡效率较低、可靠性差。在这种形势下，新一代更优功能均衡技术的研发迫在眉睫。 近几年来随着大型电池组的出现，电池管理系统中的有源均衡(Active Balancing)技术迅速进入人们的视野。该技术拥有 均衡电流大，均衡时间长，热耗散低，充电效率高等优点。有源均衡已经被业界认可成为最有希望能够实现的大电流均衡方式。最新的带有源均衡技术的电池管理系统，拥有更高级别的数据采集速率与精度，高精度SOC估算，高速稳定的通讯架构，增强了电池组的监控与安全保护功能，全面满足当前储能系统的性能需求。 电池储能系统BMS的技术要点 电池均衡技术 由于电池在生产过程中，设备控制精度会使原材料的配比、正负极上原材料的分布密度产生差异，操作过程会对电池的半 成品产生不同的细微损伤，电池属于化学品，这些变化都会使电池的性能产生变化，直接反应在电池的容量、内阻、电压上。 在成组过程中，电池的搬运、轻微碰撞、焊接、固定等，也会使电池的性能发生变化。在长期的使用过程中，自放电率、环境 温度、湿度、充放电深度等的不同，会使电池的衰减速度不一致，导致电池间更大的一致性差异。 电池的一致性差异会在电池储能系统中造成能量的水桶效应，导致充电时，容量最小的电池容易过充，放电时，容量最小 的电池又容易过放，由于容量最小的电池受损，容量变得更小，进入恶性循环，影响电池循环寿命。 另外，单体电池性能的优劣也直接影响到整组电池的充放电特性，电池组容量降低。 BMS厂家为了解决电池的一致性问题，通过各种各样的均衡技术改善电池的一致性。一般为分损耗型电阻分流法、非损耗型开关电容法和DC-DC变换器法。 (1)电阻分流法电阻分流法是目前应用最多均衡技术，其原理简单，易于实现，成本低廉，基本的原理图如图1所示：

储能系统方案设计精编版

商用300KW储能方案 技术要求及参数 电倍率0.5C; 储能系统配置容量：300kWh。 电池系统方案 术语定义 池采集均衡单元：管理一定数量串联电池模块单元，进行电压和温度的采集，对本单元电池模块进行均衡管理。在本方案中管理计60支的电池。电池簇管理单元：管理一个串联回路中的全部电池采集均衡单元，同时检测本组电池的电流，在必要时采取保案中管理17台电池采集均衡单元。电池阵列管理单元：管理PCS下辖全部电池簇管理单元，同时与PCS和后台监控系统通信状态请求PCS调整充放电功率。在本方案中管理2个并联的电池簇。 池模块：由10支5并2串的单体电池组成。 1 电池成组示意图 电池系统集成设计方案 .1电池系统构成 照系统配置300kWh储存能量的技术需求，本储能系统项目方案共使用1台150kW的PCS。储能单元由一台PCS和2个电池簇组台电池阵列管理单元设备。每个电池簇由一台电池簇管理设备和17 个电池组组成。

.2 电池系统计算书项目单体电池模块电池组电池簇电池阵列 体电池数目 1 10 60 1020 2040 称电压(V) 3.2 6.4 38.4 652.8 652.8 量(Ah) 55 275 275 275 -- 定能量(kWh) 0.176 1.76 10.56 179.52 359.04 低工作电压(V) 2.5 5 30 510 510 高充电电压(V) 3.6 7.2 43.2 734.4 734.4 统配置裕量 (359.04kWh -300 kWh)/300 kWh =19.68% 于以上各项分析设计，300kWh 电池系统计算如下。 .3电池柜设计方案 池机柜内部主要安装电池箱和BMS主控管理系统、配套电线电缆、高低压电气保护部件等。机柜采用分组分层设计，机柜外观柜采用免维护技术、模数化组合的装配式结构，保证柜体结构具有良好的机械强度，整体结构能最大程度地满足整个系统的可。其中，三个电池架组成的示意图如图3所示，尺寸为3600mm×700mm×2300mm。

电动汽车电池管理系统(BMS)的研究

电动汽车电池管理系统的研究 摘要 在电动汽车中，电池系统是其中不可或缺的重要组成部分它对电动汽车的续航里程、加速能力和最大爬坡度都会产生直接的影响，由于蓄电池特性高度的非线性、结构的特殊性故容易导致电池寿命的缩短以致损坏。所以电池管理系统是电动汽车的必备重要部件，与电池系统、整车控制系统共同构成电动汽车的三大核心技术。它能保护电动汽车电池的安全可靠使用，发挥电池的能力和影响其使用寿命，通过一系列的管理和控制，从而保障了电动汽车的正常运行。目前,影响电动汽车推广应用的主要因素包括动力电池的安全性和使用成本问题,延长电池的使用寿命是降低使用成本的有效途径之一。为确保电池性能良好,延长电池使用寿命,必须对电池进行合理有效的管理和控制,为此,国内外均投入大量的人力物力开展广泛深入的研究。 关键词：电动汽车；电动汽车电池；电池管理系统；功能 目录

1前言 (3) 1.1本研究的意义 (3) 1.2电池管理系统在国内外的发展概况及存在问题 (3) 2电动汽车电池管理系统 (4) 2.1电池管理系统的运行模式 (4) 2.2电池管理系统的技术 (5) 3本文结论 (8) 参考文献 (9)

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。 1.1本研究的意义 综合各国的电动汽车研究情况，可以发现共同存在的一个现象，即电池是整个电动汽车研究中出问题最多的部件。电动汽车用电池的使用性能和寿命远不能满足电动汽车运营的要求制约着电动汽车事业的发展。能源短缺和环境污染是现今世界汽车工业发展面临的两大挑战，因此开展新能源汽车的研究已经刻不容缓。虽然电池电动汽车有良好的前景，但目前技术门槛比较高尚未产业化，同时燃料电池的可靠性、寿命有待改进，氢气的基础设施有待建立，氢气的来源和供应有待解决。 本研究通过对电动汽车电池和电池管理系统的存在的问题，技术难题和前景来分析动力电池及其管理系统的现状和发展趋势。 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。B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

动力电池管理系统硬件设计电路图

动力电池管理系统硬件设计电路图 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。

国内外研究现状总结

1、研究意义： 随着我国国民经济和城市化建设的飞速发展,大型商业综合体在当今商业创新模式的潮流和城市空间有机化、复合化的趋势下应运而生，数量日益增多，体量越来越大。这类公众聚集场所一般具有功能繁多、空间种类丰富、人流量大、火荷载大等特点,一旦发生火灾,容易导致重、特大人员伤亡和直接经济损失。近年来大型商业建筑火灾造成的人员伤亡事件屡有发生。国外的发展经验表明,当一个国家的人均GDP达到1000-3000美元时,社会将会处于一个灾难事故多发阶段,这表明我国当前及今后较长的一个时期,火灾安全形势依然十分严峻。 飞速发展的大型商业建筑，使用功能日趋复杂、集约，这给大型商业综合体的安全疏散设计带来了十分严峻的挑战。安全疏散，就是在发生火灾时，在允许的疏散时间范围中，使遭受火灾危害的人或贵重物资在楼内火灾未危及其安全之前，借助于各种疏散设施，有组织、安全、准确、迅速地撤离到安全区域。 大型综合性商业建筑的使用功能高度集中，现行规范都无法对其建筑形态和业态分布做出明确的规定,基于以往经验及科研成果制订出来的建筑防火设计规范难以适应新的需要，实践中经常遇到大量现行规范适应范围无法涵盖或规范条文无法适应建筑物设计形式的尴尬局面。现代大型商业综合体建筑的设计往往突破了现行规范,因此在一些经济发达的地区,也将性能化的防火设计理念引入到了设计之中,它已成为未来防火设计发展的趋势。 商业街建筑由于其独特性,有关消防设计也有别于一般的商业建筑。比如,商业街是否作为一个整体建筑考虑其消安全疏散设计,是否应限制商业街建筑的层数,长度和宽度,步行街是否考虑作为人员疏散安全区域及其条件等等这些问题都有待于进一步的调研及深入分析。 同时，由于这类建筑火灾危险性特别大，人员密度大，疏散困难等原因，研究大型商业建筑火灾下人员疏散的安全性，以最大限度的防止火灾发生和减少火灾造成的损失，就具有十分重要的意义。由于我国火灾基础研究的滞后在制定国家消防技术规范时存在一些弊端和不合理之处。这些弊端给复杂的商业建筑空间设计带来很多的局限性，因此要使大型商业建筑有效的快速发展这就需要我们找到新的途径和新的思路来保障建筑的安全疏散。 大型商业综合体的人员安全疏散设计应该综合相关多方因素全面考虑。处方式建筑防火安全疏散设计理念适应不了现代建筑的发展趋势，我们需要借鉴心理学等理论，研究发生火灾后，大型商场内人员在这样的环境中的空间认知能力和行为模式；从空间组织设计的角度出发，结合建筑性能化防火设计的理论全面的进行防火安全疏散设计的研究。这有助于科学合理的进行大型商场的建筑防火设计，当灾害来临时为人们提供一个可靠的安全疏散系统，同时又利于人们充分的使用空间的目标；同时，该课题的研究为促进大型商场发展作出努力，使得大型建筑在城市发展的新形式下可持续的发展。 大型商业综合体中防火分区面积往往超出了规范中对防火分区面积的限制,疏散出口的数量以及布置方式等问题随之产生，这些问题都有待进一步深入研究。本文从大型商业综合体的自身特性入手，运用建筑学、消防安全学和行为心理学等领域的相关知识，对火灾下大型商业综合体内人员疏散的安全性能进行了研究和分析，总结出大型商业综合体人员安全疏散的难点和重点问题，最后针对这些问题提出了一些优化策略和方法，并分析了应用部分方法的实际工程案例。为大型商业综合体的人员安全疏散设计提供参考。 2、国内外研究现状： （1）国外研究现状 国外发达国家对于大型商业综合体的设计，除了能依据本国的规范进行设计的之外,超出规范规定内容的往往利用了性能化的防火设计。欧美发达国家在这项研究中处于领先的地位,已开发出了很多计算及模拟软件。如FDS、SIMULEX和STEPS等等。 上世纪八十年代,己有一些国家颁布了专门的性能化防火设计规范。所以发展至今,已形成了相对完善的体系。国外的设计者在做一些大型的商业建筑时,都会采用性能化的防火设计。1971年,美国的通用事务管理局形成了《建筑火灾安全判据》。20世纪80年代,在美国实施了一个国家级的火灾风险评估项目,其结果形成了FRAMWORKS模型。1988年美国防火

相变储能材料在电池热管理系统中的应用研究进展

相变储能材料在电池热管理系统中的应用研究进展 作者：张国庆， 张海燕， ZHANG Guoqing， ZHANG Haiyan 作者单位：广东工业大学材料与能源学院,广州,510006 刊名： 材料导报 英文刊名：MATERIALS REVIEW 年，卷(期)：2006,20(8) 被引用次数：9次 参考文献(25条) 1.陈清泉;孙逢春混合电动车辆基础 2001 2.Hallaj S A;Selman S R查看详情 2002 3.Hallaj S A;Selman S R查看详情 2000(09) 4.Siddique A Khateeba;Mohammed M Faridb查看详情 2004 5.Ahmad A P查看详情 2002 6.Kelly K;Zolot M;Mihalic M查看详情 2002 7.Siddique A Khateeba;Shabab Amiruddina查看详情 2005 8.查看详情 9.Ahmad A Pesaran;Andreas Vlahinos查看详情 2003 10.Hasnain S M查看详情[外文期刊] 1998 11.Morcos V H查看详情 1990 12.Sadasuke I;Naokatsu M查看详情 1991 13.Costa M;Buddhi D;Oliva A Superbase catalysis of oxazolidin-2-one ring formation from carbon dioxide and prop-2-yn-1-amines under homogeneous or heterogenous conditions[外文期刊] 1998(9) 14.Padmanabhan P V;Murthy M V查看详情 1986 15.Bauer C;Wirtz R查看详情 2000 16.Kamimoto M;Abe Y;Kanari K World Congress of Chemical Engineering 1986 17.Mehling H;Hiebler S;Ziegler F查看详情 1999 18.Fukai J;Morozumi Y;Hamada Y查看详情 2000 19.Py X;Olives S;Mauran S查看详情 2001 20.Fukai J;Kanou M;Kodama Y查看详情 2000 21.Fukai J;Hamada Y;Morozumi Y查看详情 2002 22.El-gafy A;Lafdi K;Morozumi Y查看详情 2004 23.Ahmad A Pesaran;Matthew Keyser查看详情 2001 24.Andrew Mills;Said Al-Hallaj查看详情 2005 25.Osama Mesalhy;Khalid Lafdi;Ahmed Elgafy查看详情 2005 本文读者也读过(7条) 1.车杜兰.周荣.乔维高电动汽车电池包散热加热设计[期刊论文]-北京汽车2010(1) 2.张国庆.马莉.张海燕.Zhang Guo-qing.Ma Li.Zhang Hai-yan HEV电池的产热行为及电池热管理技术[期刊论文]-广东工业大学学报2008,25(1)

储能电站总体技术方案设计

储能电站总体技术方案 2011-12-20

目录 1.概述 (3) 2.设计标准 (4) 3.储能电站（配合光伏并网发电）方案 (6) 3.1系统架构 (6) 3.2光伏发电子系统 (7) 3.3储能子系统 (7) 3.3.1储能电池组 (8) 3.3.2 电池管理系统(BMS) (9) 3.4并网控制子系统 (12) 3.5储能电站联合控制调度子系统 (14) 4.储能电站（系统）整体发展前景 (16)

1.概述 大容量电池储能系统在电力系统中的应用已有20多年的历史，早期主要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能系统在新能源并网中的应用，国外也已开展了一定的研究。上世纪90年代末德国在Herne 1MW的光伏电站和Bocholt 2MW的风电场分别配置了容量为1.2MWh的电池储能系统，提供削峰、不中断供电和改善电能质量功能。从2003年开始，日本在Hokkaido 30.6MW 风电场安装了6MW /6MWh 的全钒液流电池（VRB）储能系统，用于平抑输出功率波动。2009年英国EDF电网将600kW/200kWh锂离子电池储能系统配置在东部一个11KV配电网STATCOM中，用于潮流和电压控制，有功和无功控制。 总体来说，储能电站（系统）在电网中的应用目的主要考虑“负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功能应用。比如：削峰填谷，改善电网运行曲线，通俗一点解释，储能电站就像一个储电银行，可以把用电低谷期富余的电储存起来，在用电高峰的时候再拿出来用，这样就减少了电能的浪费；此外储能电站还能减少线损，增加线路和设备使用寿命；优化系统电源布局，改善电能质量。而储能电站的绿色优势则主要体现在：科学安全，建设周期短；绿色环保，促进环境友好；集约用地，减少资源消耗等方面。

电池管理系统国内外研究现状教学内容

电池管理系统国内外研究现状 国外电池管理系统研究现状 国外在电动汽车的发展与研究上，相对国内起步较早。在外国的高校与研究机构中，针对电池管理系统中的部分功能，如SOC、SOH的计算[16-20]进行了大量的研究，针对整个系统的研究还比较的少，BMS的研究主要集中在汽车相关企业中。特别是近年来一些大型汽车生产制造商以及汽车零配件供应商针对各类型的电池进行深入的研究与探索，对电动汽车及其动力电池做了大量具有针对性的试验，取得了一系列研究成果，并成功商业化生产了一系列BMS。这些企业针对电池建立了适应性很强的通用电池模型，以及针对各类型电池也建立了适用范围有限的复杂电池模型，促成了动力电池及其关键材料的进步并成功量产了满足电动汽车性能要求的动力电池，一些公司已经成功开发了适用于电动汽车的电池管理系统[21-22]。其中比较有代表性的电池管理系统有：来自德国的Mentzer Electronic GmbH和Werner Retzlaff为领导的团队开发的BADICHEQ系统；还有同样来自德国的B.Hauck设计的BATTMAN系统；日本丰田汽车生产的Pruis混合动力电动汽车上所使用的电池管理系统；以及近年来风靡全球的美国电池汽车制造商特斯拉纯电动汽车上所使用的电池管理系统。日本青森工业研究中心长期以来一直致力于BMS 的实际应用；美国Villanova 大学和US Nanocorp公司共同开发适用于各种电池类型的SOC 模糊逻辑预测。

国内电池管理系统研究现状 国内在电动汽车的起步相对国外较晚，但是发力更猛，目前，国内致力于电池管理系统研究工作的企业、研究所以及高校有很多，已经成功研发出一系列电池管理系统[23-28]。北京交通大学与惠州亿能电子合作开发的BMS成功的应用在08年奥运纯电动大巴上，哈尔滨工业大学和北京理工大学联合成立的哈尔滨冠拓公司研发的BMS被应用在一些国产电动汽车品牌上。但是由于许多关键技术的瓶颈还没有突破，使得已经装车运行的电池管理系统与整车以及所使用的电池之间匹配度不高，偶有新闻报道汽车行驶故障以及安全隐患，使得电动汽车在市场上的口碑不高，因此电池管理系统在国内还有很大的发展空间。下表归纳了国内电池管理系统在发展中所遇到的问题，以及在2020年应当得到改进与发展的突破点。 表1-2 电池管理系统的发展现状与发展规划 Table1-2 Current situation and development plan of battery management system 项目现状发展规划2015指标2020指标 电芯SOC估算不准确或难以 量产实现提高估算精度基于安时积 分算法的加 入各类修正 基于安时积分算法 的加入各类修正 电芯及Pack热管理无管理或简单 散热处理 提高电池的安全 性记忆延长电池 使用寿命 强制通风管 道结构及设 计，水冷 自然风，空调用于散 热以及散出热量的 再利用 充电策略两段式或三段 式充电策略提高电池使用寿 命，提高充电速 度 脉冲充电方 式或三段式 充电 研发可快充的新型 材料应用于动力电 池 电池模组内均衡被动式充电均 衡 延长续航里程被动式均衡主动均衡