纯电动汽车电池管理系统的研究与应用

纯电动汽车电池管理系统的研究与应用

【摘要】新能源汽车是实现汽车工业可持续发展的必由之路。纯电动汽车是未来发展的主要新能源汽车之一，其电池管理技术的优劣是电动汽车商品化、实用化的关键。本文对纯电动汽车电池管理系统进行研究，设计了其硬件系统，试验证明了该方法的正确性和有效性。

【关键词】电动汽车，电池，管理

一、电池管理系统的作用电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的、复杂的电气测控系统，也是电动汽车商品化、实用化的关键。

准确和可靠地获得电池SOC 是电池管理系统中最基本和最首要的任务，在此基础上才能对电动汽车的用电进行管理，特别是防止电池的过充电及过放电。蓄电池的荷电状态是不能直接得到的，只能通过电池特性――电压、电流、电池内阻、温度等参数来推断。这些参数与SOC 的关系并不是简单的对应的关系。

二、电池管理系统的硬件实现硬件的设计取决于管理

系统实现的功能。基本要

实现对动力电池组的合理管理，即保证采集数据的准 确性、可靠稳定的系统通信、抗干扰性。在具体实现 过程中，根据设计要求确定需要采集动力电池组的数 据类型；根据采集量以及精度要求确定前向通道的设 计；根据通信数据量以及整车的要求选用合理的总线。 电池管理系统的结构如图 1 所示。

电池的 SOC 一部分是经过对电流的积分得到的， 电流信号检测的精度直接影响系统的 SOC 的准确度， 因此要求电流转换隔离放大单元在较大范围内有较高 的精度，较快的响应速度，较强的抗干扰能力，较好 的零飘、温飘抑制能力和较高的线性度。电流转换隔 离放大单元是用电流性霍尔元件将-400A 到+400A 的 电流（充电电流为正，放电电流为负）转换为电压信 电流的采样精度要求为 1%。 电动汽车中电动机等强电磁干扰源的存在对系统 的抗干扰性要求较高，所以要求系统从硬件设计、印 制电路板的制作和软件程序方面提高系统的抗干扰 性。

本硬件系统是在基于 ATMEGA8L 单片机进行设

计的。

1. 电压采样的实现。电压采样是对电动汽车电池 组的电压进行采样，每个电池组由 10 个单体电池构

口

，

成。本系统中一共有 14 个电池组组成电动汽车的动力 电池。每个电池为一个电池组。 ATMEGA8L 通过逻辑 控制单元，控制高压开关阵列的通断来采样电池组电 压，电压信号在经过线性隔离器件，再经放大后输入 到 ATMEGA8L 的 A/D 。

2. 电流采样的实现。电流的采样是估计电池 SOC 的主要依据，因此对其采样的精度，抗干扰能力，零 飘、温飘和线性度误差的要求都很高。在这里采用电 流传感器 LT308（LEM ），该电流传感器是基于霍尔原 理的闭环（补偿）电流传感器，具有高的精度、良好 的线性度和最佳的反应时间，同时也具有很好的抗干 扰能力。其原边的额定电流为300A ,满足系统设计的 要求。副边的额定电流为150mA ,其转换率为1:2000。 供电电源为

LEM 的输

入电流经

过可调电阻 R2转换为电压信 可调电阻用于调节电流与其对应的电压之间的比 例关系。由于从 LEM 过来的电流是双向的，因此其 转换得到的电压是以地（ GND ）为中心变化的一个正 负电压，而选用的模数转换器是单向的，因此必须将 其电压提高至 0V 以上。为此，设计一个加法器（前 端的运算放大器），它的功能是将以 0V 为中心的正负 电压提升至以 2.5V 为中心的正电压。 后端的运算放大12V 或 15V 。

a 号

器为一个反相器，将由加法器得到地负电压转换为正电压，同时起到功率放大的作用。通过两级运放，最终将信号变为0?5V的标准信号进入A/D转换器。

3.抗干扰措施的设计。由于蓄电池管理系统用在情况

比较复杂的电动汽车上，所以干扰信号可以沿各

种线路侵入单片机系统。其主要的渠道有间干扰、供电系统干扰、过程通道干扰。单片机系统的作用可以分为 3 个部位：第1个部位是输入系统，

扰叠加在信号上，使数据采集误差增大，

3 条：即空扰

信号对特别在前向通道的传感器接口是小电压信号输入时，此现象会更加严重；第2 个部位是输出系统，使各输出信号混乱，不能正常反映单片机系统的真实输出量，导致一系列严重后果；第3 个部位是单片机系统的内核，使总线上的数字信号错乱，程序运行失常，内部程序指针错乱，控制状态失灵，单片机中数据被修改，更严重的会导致死机，使系统完全崩溃。

4.车载CAN 通信设计实现电池管理系统是混合电动车车载电气系统的一部分。它与整车控制系统的通信联系是通过CAN 通信来实现的。在电池管理系统中，CAN 通信的实现是由外围设置CAN 的控制器和接收器组成的通信模

块完成的，其的设计原理如图 4 所示。

为了增强CAN 总线节点的抗干扰能力，SAJ1000 的CAN 接口不是直接与82C250 的TXD 和RXD 相连，而是通过高速光耦6N137后与82C250相连，这样就很好的实现了总线上各CAN 节点间的电气隔离。同时光耦部分电路所采用的两个电源VCC 和VDD 也完全隔离，否则采用光耦就失去了意义。

三、结束语纯电动汽车的电池管理系统的优劣，对保证电池寿命和整体的能量效率至关重要，因此，对电动汽车电池管理系统的研究具有十分重要的意义。

电池管理系统在电动汽车中的应用

第23卷第3期 2010年6月 山东科学SHANDONG SCIENCE Vol．23No．3Jun．2010 收稿日期：2010- 04-15作者简介：于良杰（1977-），男，工程师，从事实时系统，汽车电子的研究。E- mail ：embedlinux@126．com 文章编号：1002-4026（2010）03-0087-05电池管理系统在电动汽车中的应用 于良杰1，乔昕2，张许峰2，邓楠 2（1．山东省科学院自动化研究所，山东省汽车电子技术重点实验室，山东济南250014； 2．北京尚能联创科技有限公司北京10029） 摘要：本文介绍了电池管理系统（Battery Management System ）的发展以及应用在电动汽车中所面临的前端数 据采集、电池均衡管理、SOC 电量计量、实时通信以及电池绝缘监测等关键问题。 关键词：电动汽车；电池管理系统 中图分类号：U468．3文献标识码：B 随着人们环保意识的增强以及能源的日趋紧张，电动汽车受到国家和民众的广泛关注。电动汽车是全部或者部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，因此，电池系统作为电动汽车的动力系统在整个电动汽车 的研究和发展中具有举足轻重的作用。电池系统一般分为电池和电池管理系统两个部分。就电池而言， 铅酸、镍氢、锂离子或锂聚合物电池在电动汽车的研究中都有应用。锂离子电池由于其比能量大、放电电压高、循环寿命长、无记忆效应、具有快速充电能力、自放电速率小、具有多种安全保护措施、密封良好，无泄漏现 象、 环保等众多优点，使得其在未来电动汽车中的应用前景非常广阔。就电池管理系统而言，在锂离子电池被广泛关注之前，已经有学者针对铅酸和镍氢电池开展了电池管理系统的研究，这些研究包括数据采集、SOC 估算、实时通信、均衡、绝缘监测等。由于锂离子物理特性相当活跃，过充、过放更容易对锂离子电池带来损坏，这就对电池保护系统的性能提出了更高的要求。一个好的电池管理系统可以确保车辆的行驶安全、增加电池使用寿命、提供给驾驶员有用的信息、减少能源消耗等，是电动汽车的一个重要组成部分。 国外对电池管理系统的研究已经有几十年了，并取得了一定的成果。我国对电动汽车电池管理系统的研究还处于起步阶段，目前清华大学、北京理工大学、同济大学、北京航天航空大学在电动汽车的电池管理系统上取得了一定的研究成果，并应用于奥运大巴的项目中。 总的来说，电池管理系统按照实现方式可以分为两大类：一类是基于芯片的电池管理系统；另一类是基 于分立式器件的电池管理系统。基于芯片的电池管理系统一般将前端采集电路、 均衡电路以及电量计量算法、通讯功能等集成在芯片中，辅以外围电路完成对电池的管理功能，如德州仪器在电池管理IC 领域的bq 系列芯片［1－2］，凹凸科技的OZ890电池管理芯片［3］等，具有更小的体积、更高的集成度等优势；基于分立器件的电池管理系统，有基于纯硬件和基于软硬件协调工作的解决方案，而软硬件协调工作方案由于实现更灵活、功能更完善，被广泛采用，如各院校和科研单位开发的电池管理系统、北京市中天荣泰科技有限公司的智能电池管理系统等，分立器件方案在产品设计的灵活性上占有一定优势。 无论是采用芯片还是采用分立器件搭建系统，都要面临一些电池管理系统需要解决的关键问题，而这些问题也被国内外学者广泛的研究，他们包括前端数据采集、数据存储、保护功能、均衡管理、电池健康状态、电量计量和实时通信，针对不同的应用需求可能还需要内置充电管理、后备态管理、绝缘监测等功能，其结构见

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

锂电池管理系统(BMS)项目商业计划书(模板)

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【市场行业分析】 根据中国汽车工业协会、工信部机动车整车出厂合格证统计数据分析，新能源汽车的产销量从2014年开始便体现出快速增长的势头。据中国汽车工业协会统计，2014年我国新能源汽车产销量分别为7.85万辆和7.48万辆，分别同比增长3.5倍和3.2倍;2015年6月，我国新能源汽车生产2.50万辆，同比增长3倍。其中，纯电动乘用车生产1.05万辆，同比增长2倍，插电式混合动力乘用车生产6663辆，同比增长7倍;纯电动商用车生产6218辆，同比增长5倍，插电式混合动力商用车生产1645辆，同比增长148%。 2012年全球电池管理系统(BMS)市场产值成长逾10%，2013年至2015年成长幅度将大幅跃升至25-35%。现阶段不论是整车厂、电池厂、还是相关车电零组件厂均投入电池管理系统(BMS)研发，以求掌握新能源汽车产业的关键技术，由于车厂是电池管理系统的使用

纯电动汽车电池管理系统研究与设计

万方数据

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纯电动汽车电池管理系统研究与设计 作者：冯勇， 王辉， 梁骁， FENG Yong， WANG Hui， LIANG Xiao 作者单位：湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙,410082 刊名： 测控技术 英文刊名：MEASUREMENT & CONTROL TECHNOLOGY 年，卷(期)：2010,29(9) 参考文献(18条) 1.曹莹瑜;齐铂金;郑敏信电动汽车电池管理系统抗干扰设计[期刊论文]-工业控制计算机 2005(12) 2.电气学会电动汽车驱动系统凋查专门委员会.康龙云电动,汽车最新技术 2008 3.Pesaran A A Battery thermal models for hybrid vehicle simulations[外文期刊] 2002(02) 4.祝占元电动汽车 2007 5.Chatzakis J;Kalaitzakis K;Voulgaris N C Designing a new generalized battery manangement system 2003(05) 6.Ehsani M.Gao Y M.Gay S E Modern electric,hybird electric,and fuel cell vehicles:fundamentals,theory,and design 2005 7.Wang X P A modular battery management system for HEVS 2002 8.陈清泉.孙逢春.祝嘉光现代电动汽车技术 2002 9.Qiang J X;Yang L;#to G Q Battery management system for electric vehicle application 2006 10.Qiang J X.Yang L.#to G Q Battery management system for electric vehicle application 2006 11.陈清泉;孙逢春;祝嘉光现代电动汽车技术 2002 12.Wang X P A modular battery management system for HEVS 2002 13.Ehsani M;Gao Y M;Gay S E Modern electric,hybird electric,and fuel cell vehicles:fundamentals,theory,and design 2005 14.Chatzakis J.Kalaitzakis K.Voulgaris N C Designing a new generalized battery manangement system 2003(5) 15.祝占元电动汽车 2007 16.Pesaran A A Battery thermal models for hybrid vehicle simulations 2002(2) 17.电气学会电动汽车驱动系统凋查专门委员会;康龙云电动,汽车最新技术 2008 18.曹莹瑜.齐铂金.郑敏信电动汽车电池管理系统抗干扰设计 2005(12) 本文链接：https://www.wendangku.net/doc/f212186425.html,/Periodical_ckjs201009015.aspx

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：

电动汽车锂离子电池管理系统

电动汽车锂离子电池管理系统 研究背景 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。在电池生产的过程中，电池必须要经过化成检测工序，即在电池生产过程中需要对电池进行多次充放电才能完成整个电池的生产。所以化成控制系统的性能直接影响着锂电池的技术状态、使用寿命，并决定着放电时对电网的污染程度。为了满足电动汽车的实际运行需求，电池管理系统在功能、可靠性、实用性、安全性等方面都做出了重要努力。 电池管理系统简介： 电池管理系统(Battery Management System，BMS)，电动汽车电池管理系统(BMS)是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括:电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制;均衡管理和热管理等。 电池管理系统的应用： 电池管理系统（Battery Management System，BMS）的主要任务是保证电池系统的设计性能：

1）安全性，保护电池单体或电池组免受损坏，防止出现安全事故； 2）耐久性，使电池工作在可靠的安全区域内，延长电池的使用寿命； 3）动力性，维持电池工作在满足车辆要求的状态下。 动力电池的基本概念： （1）电池容量 池容量是蓄电池的一个重要性能参数，它表示在一定放电率、温度、终止电压等的条件下，电池放出的电量。 电池容量用C表示，其单位用安时（Ah）、毫安时（mAh）表示。 （2）充电速率和放电速率 此概念利用电池额定容量和充电时间（放电时间）的比值来表示，可以比较不同电池的充放电速度。 （3）电池的过充 电池的过充即是对电池进行了过度的充电，过充会给电池造成一定的损害。当快接近充电结束的过程时，即电池电量快满的时候，只能用小电流对电池

纯电动汽车电池管理系统的设计说明书模板

纯电动汽车电池管理系统的设计说明 书

毕业设计说明书 纯电动汽车电池管理系统的设计 院、部: 学生姓名: 指导教师: 职称 专业: 班级: 完成时间: 摘要

随着经济的发展, 电力电子设备的更新速度更是突飞猛进, 然而传统的能源煤, 石油, 天然气的储量却在日渐减少, 这样带来的能源问题就引起了广大用户的关注, 作为生活中的重要组成部分, 汽车越来越被称为了生活得必须品,能源的减少引发了汽车动力的改革, 而以电能代替传统的汽油的汽车便走进了人们的视野中, 它污染小, 对周围的影响也小。电动汽车的主要特色就是它的电池工程, 而对电池的管理系统也就成了试下研究的热点。电池管理系统作为电动汽车上不可缺少的一部分, 在对电动车的电池管理, 充放电控制, 电池监控等方面有着很重要的作用。 本课题拟以中国长安纯电动汽车的设计要求和主体设计规划为蓝本, 设计一款以单片机作为主要控制器的电池管理系统, 实现对电池的综合检测管理的设计。主要包括电压检测、电流检测、充电检测、放点检测, 并针对性的设计外围CAN总线接口电路, 以方便上级控制系统和我们设计的电池管理系统有机结合。 关键字: 电动汽车, 充电管理, 锂电池

ABSTRACT With the development of economy, the updating speed of power electronic equipment is advancing by leaps and bounds. However, the traditional energy of coal, oil, natural gas reserves but in dwindling, energy problem has caused attention of the majority of users, as an important part of life, more and more vehicles is known to life necessities, energy reduction caused by the reform of the electric vehicle, and the electrical energy takes the place of the traditional gasoline car went into people's field of vision, it little pollution, influence on the surrounding is small. The main feature of electric car is its battery engineering, and the battery management system has become a hot spot for the study. As an indispensable part of electric vehicle, battery management system plays an important role in battery management, charge discharge control, battery monitoring and so on.. This paper intends to China Changan pure electric vehicle design

汽车电池管理系统

目 录 一、浙江科畅电子 BMS 系统主要功能 (3) 二、浙江科畅电子 BMS 系统设计指标 (4) 三、浙江科畅电子BMS系统组成 (4) 1、主控模块与采样模块的MCU (4) 2、电池管理系统整体设计（主控模块） (5) 3、电池管理系统整体设计（采样模块） (6) 4、主控模块和采集模块功能 (6) 5、硬件设计?电源模块 (7) 6、系统软件设计?主控模块 (8) 7、故障诊断及保护控制策略 (9) 8、车载监控显示 (9) 9、车载监控显示-主界面 (9) 10、车载监控显示-单体电池电压显示 (10) 11、车载监控显示-最高及最低电压模组显示 (10) 12、车载监控显示-最高及最低温度模组显示 (11) 13、车载监控显示-故障报警显示 (11) 结束语 (12)

电池管理系统(BMS)介绍 BMS 是 BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 的第一个字母简称组合，称之谓电池管理系统。俗称之为电池保姆或电池管家。电池管理系统'BMS(主要就是为了智能化监控及管理电池的状态，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，延长电池 的使用寿命，保证用电设备的正常运行。 一、浙江科畅电子 BMS 系统主要功能 1、电池端电压的测量:整个系统采用了完全的模块化设计，电路板对外接 信号全部采用光电隔离措施，保证了单元模块的抗干扰能力及数据采集精度。 2、单体电池间的能量均衡：由于单体电池离散性的差异，电池在使用中， 容量一致性会愈来愈差。系统在静置过程中自动进行能量均衡，即为单体电池 均衡充电，以使电池模组中各个电池都达到均衡一致的状态。 3、电池单元总电压测量与电池单元总电流测量。 4、SOC计算：准确估测电池的荷电状态（SOC）即电池剩余电量，保证SOC 维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤。 5、动态监测电池单元的工作状态：在电池充放电过程中，实时采集电池模

解读电池管理系统 BMS 的现状与未来

解读电池管理系统（B M S）的现状与未来 导读：?在新能源电动汽车上也有俗称的“三大件”：电池、电机和电控，由于新能源电动汽车在全球范围内仍是较新的行业，各国企业的起步相差并不大。本文重点给大家介绍新能源电动汽车“三大件”里的电控(业内普遍称之为电池管理系统BMS)。 随着新能源概念的普及推广，新能源汽车也逐步走入了千家万户，新能源汽车作为寻常百姓的新购车选择已经开始侵占着原本属于传统燃油汽车的市场，作为目前新能源汽车最大的市场，中国的企业依靠着新能源汽车首次与国外企业站在同一起跑线，不断涌现的新技术新工艺，让中国的新能源汽车行业有了更充足的底气去放眼世界，心系未来。 提到传统燃油汽车的核心关键自然离不开俗称的“三大件”：发动机、底盘以及变速箱，在这“三大件”上，中国技术落后以德日美为首的国外汽车厂商已是共识。而在新能源电动汽车上也有俗称的“三大件”：电池、电机和电控，由于新能源电动汽车在全球范围内仍是较新的行业，各国企业的起步相差并不大，这也让我国企业在汽车这个1886年发明至今的多用途动力驱动工具上拥有了与国外企业一较高下的条件。本文重点给大家介绍新能源电动汽车“三大件”里的电控(业内普遍称之为电池管理系统BMS)。 新能源电动汽车与传统燃油汽车最大的区别是用动力电池作为动力驱动，而作为衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带，电池管理系统BMS的重要性不言而喻，国内外许多新能源车企都将电池管理系统作为企业最核心的技术来看待，最着名的例子就是大家耳熟能详的特斯拉，特斯拉的电动汽车“三大件”中，电池来自于松下，电机来自于台湾供应商，而只有电池管理系统是特斯拉自主研发的核心技术，2008年-2015年期间特斯拉所申请的核心知识产权大都与电池管理系统相关，由此可见电池管理系统对于新能源汽车的重要性。而国内，电池管理系统BMS的研发生产主要集中在这三类企业： 1、新能源汽车厂商，代表企业：比亚迪 2、电池PACK厂商，代表企业：沃特玛、普莱德 3、专业BMS厂商，代表企业：惠州亿能、深圳国新动力 电池管理系统BMS到底有什么作用？ 电池管理系统BMS是一个本世纪才诞生的新产品，因为电化学反应的难以控制和材料在这个过程中性能变化的难以捉摸，所以才需要这么一个管家来时刻监督调整限制电池组的行为，以保障使用安全，其主要功能为： 1、准确估测动力电池组的荷电状态 准确估测动力电池组的荷电状态 (State of Charge，即SOC)，即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。 2、动态监测动力电池组的工作状态 在电池充放电过程中，实时采集动力电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外，还要建立每块

新能源汽车动力电池及其管理系统试卷A

新能源汽车动力电池及其管理系统试卷A 汽运19-301（26人） 一、【单选题】(每题2分共20分) 【单选题】 1、可逆电池的定义是：外接电源电压（A）电池装置电动势。（2分） A.大于 B.等于 C.小于 D.不一定 【单选题】 2、以下电池中不作为电动汽车动力电池的是（D）。（2分） A.铅酸电池 B.锂离子电池 C.镍氢电池 D.锌银电池 【单选题】 3、关于蓄电池的检测，下列说法正确的是（D）。（2分） A.外观检查时，只检查蓄电池接线柱、电缆和托架固定架是否有腐蚀即可。 B.外观检查时，只检查蓄电池周围无漏液，壳体和桩柱无破损裂纹即可。 C.用万用表检测蓄电池电压，只要在12.6V以上就一定可以用。 D.万用表检测的蓄电池端电压，只能作为检测的参考因素。 【单选题】 4、（B）电池性能比较高，可以快速充电、高功率放电、能量密度高，且循环寿命长，但高温下安全性能差。（2分） A.镍氢电池 B.锂离子电池 C.铅酸电池 D.锌银电池 【单选题】 5、动力电池包衰减诊断故障代码在下列（B）情况下可能出现。（2分） A.电池组已经退化到需要进行更换 B.电池组已经退化到只有原电池容量的20%左右 C.车辆的动力电池包电压为0伏 D.这些诊断故障代码是根据汽车的行驶里程设定的 【单选题】 6、动力电池的能量储存与输出都需要模块来进行管理，即动力电池能量管理模块，也称为动力电池管理系统，或动力电池能量管理系统，简称(C) 。（2分） A.BBC B.ABS C.BMS D.EPS 【单选题】 7、集中式动力电池管理系统的特征是（D）。（2分） A.电池管理系统与电池包分开 B.电池信息采集器与电池管理控制器分开 C.电池信息采集器与电池模组分开 D.信息采集器和管理器集合在一起

电动汽车的电池管理系统

电动汽车中的电池能量管理系统 一、前言 电动汽车的应用有效地解决了能源和环境可持续发展的问题。电动汽车的应用前景广阔。但电动汽车尤其纯电动汽车的应用遇到了动力电池的难题，电池的问题体现在两个方面。其一是动力电池比能量不高，影响电动汽车续驶里程的要求，价格太高直接影响电动汽车的初始成本； 其二是电池的性能差，使用寿命低影响电动汽车的使用成本。电动汽车用的电池使用中其性能发挥得如何，除与电池模块自身性能有关外，与其应用的电池能量管理系统的功能有着密切的关系，尤其是电池模块质量不太理想的条件下，应用功能完备的电池能量管理系统其作用就更加突出。借助电池能量管理系统的正常工作会使电池模块的性能得以充分发挥，减少电池模块故障，延长电池模块的使用寿命，增加电动汽车的使用安全感。因此，电动汽车电池能量管理系统的应用备受电动汽车设计者和使用者的重视。 二、电动汽车电池能量管理系统的功能电动汽车，尤其是纯电动汽车中的电池能量管理系统是该车的一种相当重要的技术措施，可以称为电动汽车电池的“保护神”，它起到了对电池性能的保护、防止个别电池的早期损坏、有利于电动汽车的运行，并具有各种警告功能等[1]。由于它参加电池箱内电池模块的监控工作使电动汽车的运行、充电等功能与电池的有关参数（电流、电压、内阻、容量）紧密相连和协调工作。它有计算，发出指令、执行指令和提出警告的功能。各种电池模块虽然有结构和性能上的差异，但它们都具备一些相同或相似的功能。典型的电池能量管理系统应具备如下功能： 2.1 对能量的检测功能

电动汽车在行车过程中，该系统能随时对车辆的能耗进行计算，最终给出该电池箱内电池模块剩余的电池能量值，并通过剩余能量计将数据显示出来，使驾驶人员知道车辆的续驶里程,以便决定如何行驶.在能量允许的条件下使车辆行 驶到具有充电功能的地方，补充电量防止半路抛锚。 2.2 对电池工作状态的监测与控制功能 电池能量管理系统按电池箱内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。一般情况下，电池箱内有温度传感器及电压、电流和内阻的测量值。由于温度的变化对其他参数都有影响，所以一般都以电池模块的温度来做为控制的指令信号，将测得的温度值与事先设定的温度值进行比较，决定对电池冷却与否。电动汽车能源是很宝贵的，应尽量采用节能元件，所以电池箱内的冷却风扇一般都是采用分级参与工作。这样能做到在保证电池性能的条件下尽量使用小排量的风扇。当第一级风扇工作后尚不能达到要求的温度时，第二级冷却风扇才参与工作，加强冷却。此时电池箱内的温度如果还不能达到要求的工作条件，温度继续升高已达到影响电池模块的正常工作条件，为保护电池模块不受损坏，能量管理系统会发出停止电池模块供电的指令，强行车辆停驶。当电池在充电状态下，能量管理系统会强令充电机停止充电而不损坏电池，由维修人员进行检测排除故障。 2.3 保证充电功能 电池能量管理系统随时参与整车检测工作，检测电池的工作状态，尤其对每只电池的技术状态进行检测分析，将检测的数据在车辆停驶，充电之前“通知”充电机，即“车与机”的对话。告诉充电机，电池组的工作状态及每只电池的技术状态，“落后”电池和“先进”电池性能差异。此时充电机应当采用什么样的充电模式给电

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

基于燃料电池的储能电池系统的热能管理研究进展

Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2016, 4(6), 195-204 Published Online December 2016 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/f212186425.html,/journal/aepe https://www.wendangku.net/doc/f212186425.html,/10.12677/aepe.2016.46025 文章引用: 甘丽珍, 刘明周. 基于燃料电池的储能电池系统的热能管理研究进展[J]. 电力与能源进展, 2016, 4(6): Research Progress of Heat Management of Fuel Cell for Energy Storage Lizhen Gan *, Mingzhou Liu Department of Industrial Engineering, School of Mechanical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei Anhui Received: Oct. 20th , 2016; accepted: Nov. 7th , 2016; published: Nov. 11th , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/f212186425.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Energy storage system is effective for current clean and renewable electricity utilization/storage. Reversible fuel cell system, as an efficient future energy conversion system, has been attracting a lot of attentions in the world. However, the reversible storage of clean electric energy based on fuel cell system also needs to meet the commercial requirements of 80% of the energy efficiency. This paper reviews the latest research progress in energy management of the fuel cell system, and the research direction of the energy management of high temperature fuel cell system is pre-sented. Keywords Clean Energy, Fuel Cells, Energy Management 基于燃料电池的储能电池系统的 热能管理研究进展 甘丽珍*，刘明周 合肥工业大学机械工程学院工业工程系，安徽 合肥 收稿日期：2016年10月20日；录用日期：2016年11月7日；发布日期：2016年11月11日 Open Access *通讯作者。

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

电动汽车动力电池管理系统(BMS)设计

电动汽车动力电池管理系统（BMS）设计 发表时间：2018-08-13T14:37:23.510Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：林清峰[导读] 摘要：本文主要从硬件系统设计、软件系统设计两个方面，对电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）综合设计，进行了深度的分析与研究，以通过不断地实践研究，积极探索出电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）最具高效性的综合设计方案，以充分提升电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）的设计水准，确保电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）各项功能能够满足于电动 汽车实际的应用需求，为我国电动汽车行业东莞钜威动力技术有限公司广东东莞 523000 摘要：本文主要从硬件系统设计、软件系统设计两个方面，对电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）综合设计，进行了深度的分析与研究，以通过不断地实践研究，积极探索出电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）最具高效性的综合设计方案，以充分提升电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）的设计水准，确保电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）各项功能能够满足于电动汽车实际的应用需求，为我国电动汽车行业的长期发展奠定基础。 关键词：电动汽车；动力电池；管理系统（BMS）；设计前言： 电动汽车（battery electric vehicle；BEV），主要是指以车载类电源为基本动力，利用电机来驱动车轮达到行驶目地，符合于我国安全法规与交管各项规定的车辆。基于电动汽车有着环保性特征，所以，其在国内的发展前景相对较为良好。但是，基于国内电动汽车相关技术还处于初步探索阶段，各项技术还不够成熟，若想实现突破性发展还需作出更多的努力。电动汽车，它与传统汽车最大的不同之处就在于电动汽车内部包含着一种动力的电池。在一定程度上，通过该动力电池可实现电动汽车节能化、环保化的行使。那么，为了能够更好地助推我国电动汽车行业的发展，就需从其内部的动力电池入手，对其所在的管理系统（BMS），进行系统化的分析与研究。从而能够设计出更具有功能特性的动力电池内部管理系统（BMS），为电动汽车提供强大动力电池内部管理系统支持，进一步推动我国电动汽车行业的快速发展，让其可稳步向着新的发展征程迈进。 1、硬件系统设计 基于电池组主要是由多节电池的单体并联与串联而成，实现对所有电池单体实时化监控。因而，如图1所示，电池内部管理系统主要应用了主从结构，以实现灵活性通讯，提升通讯实际速度。从板均需具有电池单体的温度与电压检测、CAN总线的通讯等各项功能。 图1 BMS系统框图示图 1.1 IMCU系统处理器 系统处理器主要选用的是Freescale -9S12DT64型号的MCU系统处理器，该型号MCU系统处理器为16位系统的单片机，主要是由CAN系统的总线模块、PWM的调节器（1个）AD的转换器（2个）定时器（1个）外部串口（1个）内部串口（2个）。本次设计当中，MCU的单片机主要应用的是外部设有液晶振的16MHz，总线频率为8MHz。因该系统具备外部的液晶镇，使用了5V的供电，该动力电池的内部管理系统有着较强抗干扰性能。基于实际条件下电动汽车的应用极具复杂性，电磁干扰性相对较强，MCU系统通常存在在异常状态下出现无法正常运行或死机等状况。因而，为确保MCU系统可在异常条件下及时地、可靠地复位，就需通过增设外部复位的芯片来对MCU系统实际运行状况进行实时化检测，确保MCU系统在异常状态之下可快速地回归到正常运行状态当中。 1.2 单体电压与温度检测 如图2所示，本次设计主要是应用的是 LTC6802型号的动力电池单体温度与电压监控芯片。内设Registers&Control（1个）串行接口（1个）12位ADC（1个）Voltage reference（1个）。每个动力电池的输入口均设计相应MOSFET 开关，快速放出过充电所有电池的电量。在13ms时间段内可实现对所有输入口通道电压的测量。同时，可把16个LTC6802的器件有效链接于控制的处理器上实现同步运行。 图2 TC680系统内部框图示图如图3所示，为TC680系统的基本原理。C1-DC12 分别电压采集12个电池的单体。LTC6802则通过SCKI、SDI、SDO、CSBI这四个接口把所有采集到的数据信息传输于MCU系统实施分析。而后，再由CAN系统总线传输于给CPU主系统。同时，该芯片可提供温度采样的管脚（2个）内置温度的传感器（1个）。在进行电压采集期间，可通过相应的 VTEMP1与VTEMP2的引脚，把动电池的模组温度实施快速地采集与分析。