電動(dòng)車(chē)電池管理系統設計及實(shí)現

摘要：本文介紹了電池管理系統的基本功能，提出了一種分散數據采集和集中數據處理的實(shí)現方法。實(shí)現了電動(dòng)車(chē)電池電壓、電流及溫度等參數的監控，保證電池在正常狀態(tài)下工作，延長(cháng)了電池的使用壽命。
關(guān)鍵詞：電動(dòng)車(chē)；電池管理系統；監測；控制

0 前言
電動(dòng)車(chē)的開(kāi)發(fā)和研究是解決能源短缺和改善環(huán)境的有效手段之一，是當代汽車(chē)發(fā)展的重要方向，“十一五”期間被列入了“863計劃”重大專(zhuān)項。目前，電動(dòng)車(chē)技術(shù)越來(lái)越受關(guān)注，影響電動(dòng)車(chē)推廣應用的主要因素包括動(dòng)力電池的安全性和使用成本問(wèn)題。延長(cháng)電池的使用壽命是降低使用成本的有效途徑之一。為確保電池性能良好，延長(cháng)電池使用壽命，必須對電池進(jìn)行合理有效的管理和控制。

1 基本功能及系統結構
1．1 基本功能
電池管理是基于微計算機技術(shù)、檢測技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)對電池組和電池單元運行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監控，精確測量電池的剩余電量，同時(shí)對電池進(jìn)行充放電保護，并使電池工作在最佳狀態(tài)，進(jìn)一步提高電池組的可靠性，達到延長(cháng)電池使用壽命，降低運行成本的目的。電池管理要實(shí)現以下幾個(gè)功能：
(1)數據采集：實(shí)時(shí)采集電動(dòng)車(chē)電池組中的每塊電池的端電壓、溫度和充放電電流。
(2)SOC(荷電狀態(tài))的估算：預報電動(dòng)車(chē)電池的剩余容量，讓用戶(hù)了解電池的使用情況。
(3)電氣控制：根據所檢測的電池組中每塊電池的有關(guān)數據，通過(guò)一定的運算處理，確定每塊電池的充放電狀態(tài)，當電池的充電達到額定容量時(shí)控制充電器停止充電，實(shí)現智能充電。當電池電量過(guò)低需要充電時(shí)，及時(shí)報警，以防止電池過(guò)放電而損害電池的使用壽命。當電池組的溫度過(guò)高時(shí)，及時(shí)報警并停止電池放電。
(4)數據顯示：實(shí)時(shí)顯示電池組總電壓、單體電壓、電流及溫度參數。
(5)數據共享：與外部設備進(jìn)行通信，實(shí)現數據的共享。
1．2 系統結構
電池管理系統主要應用在電動(dòng)車(chē)上，在設計上應盡量使系統結構先進(jìn)，合理可擴展；功能完備，滿(mǎn)足電動(dòng)車(chē)的全面要求；各種參數檢測精確度好，可靠性高。根據這一設計思路，本文提出一種分散數據采集和集中數據處理的方法，設計了電壓、電流、溫度采集電路，通過(guò)中央控制單元完成算法與控制。其結構框圖如圖1所示。

電池管理系統采用中央控制單元(CECU)和本地智能采集單元(LECU)兩級結構，本地智能采集單元主要完成電池信息和狀態(tài)檢測，包括電壓、電流、溫度、充放電狀態(tài)等的檢測；中央控制單元完成數據的處理、SOC計算、邏輯判斷和相應的控制。CECU和LECU的數據傳輸通過(guò)CAN總線(xiàn)通信，實(shí)現系統的集中管理與分布控制，方便電池在車(chē)上的分散布置，減少線(xiàn)束，提高系統的可靠性。