純電動汽車電池管理系統(tǒng)的研究

吳博敏

【摘要】進(jìn)入新時代之后，各個行業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化。能源的緊張導(dǎo)致很多資源都逐漸出現(xiàn)了替代品，新能源時代已經(jīng)拉開了序幕。交通的擁擠，環(huán)境的污染以及能源的缺少都推動著汽車行業(yè)開始了向新方向的發(fā)展。本文以汽車為研究對象，詳細(xì)分析了純電動汽車電池管理系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】電動汽車;電池管理系統(tǒng);動力電池

1. 簡述純電動電池管理系統(tǒng)

社會在不斷的發(fā)展和進(jìn)步，科技的高速發(fā)展為人類的生活帶來了更多的可能性，汽車便是人類生活變化中重要一部分。從以往的燃燒汽油汽車到純電動汽車的轉(zhuǎn)變，不僅可以減少能源的使用，同時也保護了環(huán)境，減輕了環(huán)境的污染。純電動汽車的開發(fā)，其中最為重要的便是電池。動力電池是純電動汽車的力量源泉，筆者在本文中將對純電汽車的電池管理系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

相關(guān)的開發(fā)者和設(shè)計者在研究純電動汽車的過程中，其中最為重視的便是對電池管理系統(tǒng)的開發(fā)的研究，作為汽車的動力源泉，可以說最為重要的一個環(huán)節(jié)。電池管理系統(tǒng)直接聯(lián)系著電池的使用狀態(tài)。其能夠做到實時監(jiān)控，以便可以通過對電池參數(shù)的監(jiān)控來分辨電池的核電狀態(tài)，從而讓駕駛員可以以此來分析汽車的狀態(tài)以及汽車是否可以繼續(xù)進(jìn)行行駛。同時，電池管理系統(tǒng)還可以實時控制電池的使用，防止電池發(fā)生諸如過壓，或者過流，過高溫的一些情況。當(dāng)汽車安裝上合適優(yōu)異的電池管理系統(tǒng)之后，可以對實時測試電池的使用性能以及使用狀態(tài)，從而更好的保護電池，增加汽車的使用壽命。

2. 電池管理系統(tǒng)分析

2.1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

純電動汽車為了滿足能夠?qū)㈦娏┙o給全車使用，通過將電池分組串聯(lián)，以此來形成一個整體的高壓電源來為車輛供給能源。故而在面對龐大的電池串聯(lián)，電池管理系統(tǒng)必須能夠?qū)γ恳粔K電池都做到完全的掌控，同時對于各個電池之間的交流也需要進(jìn)行合理的安排。從整體的角度進(jìn)行分析，電池管理系統(tǒng)采用的便是分布式網(wǎng)絡(luò)控制。對車內(nèi)的每塊電池都進(jìn)行電池測控模塊的安裝，同時將這些模塊同管理系統(tǒng)的中央控制器聯(lián)系起來，這種連接可以讓電池和管理系統(tǒng)成為一個整體，方便管理系統(tǒng)對每一塊電池進(jìn)行監(jiān)控測試。此外，中央控制器輔助上RS232總線以及CAN總線接口來對監(jiān)控到的信息進(jìn)行處理和顯示，方便駕駛者可以實時了解到有關(guān)車輛的信息。

2.2. 電池管理系統(tǒng)主程序

純電動汽車電池管理系統(tǒng)是一個復(fù)雜的構(gòu)成，電池管理運作的整個過程如下。首先，減刑系統(tǒng)初始化。當(dāng)系統(tǒng)初始化成功以后，接著進(jìn)行閉合母線繼電器，隨后讀存儲器進(jìn)行電池的信息的采集以及對電池中出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷和處理。而對于是否充電的判斷，系統(tǒng)對于電流進(jìn)行判斷，查看電池是處于放電狀態(tài)還是充電狀態(tài)，倘若電池需要充電，系統(tǒng)則啟動定時器，設(shè)定好時間，同時對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值進(jìn)行更新。當(dāng)進(jìn)行完一系列之后，系統(tǒng)最后進(jìn)行SOC估算，進(jìn)行均衡管理，通信管理，儲存數(shù)據(jù)一系列的行為，之后結(jié)束這一整個流程。

而對于系統(tǒng)初始化子程序，則通過一個流程圖來展示，如圖1所示：

2.3. 電池管理系統(tǒng)功能

電池管理系統(tǒng)有著復(fù)雜且多樣化的功能。一，參數(shù)檢測。電池管理系統(tǒng)可以隨時隨地的檢測電池的狀態(tài)并采集相關(guān)有用的信息。同時，對于電池中的電池總電壓，總電流以及電池的測點溫度的相關(guān)參數(shù)信息都會進(jìn)行統(tǒng)計和整理，以此來保證電池的順利工作。二，剩余電量估計。燃油汽車中有專門的油表可以進(jìn)行剩余油量的統(tǒng)計，同時純電汽車也會進(jìn)行相關(guān)的電量估計。為了讓駕駛員能夠?qū)崟r觀看剩余電量，電池管理系統(tǒng)及時的采集電池充放電的電流和電壓，并通過中央控制器實時傳播到顯示器之上，讓駕駛者可以判斷出汽車的狀態(tài)。三，充放電控制。如果燃油汽車可以通過加油人員自行控制什么時候停止加油，那么純電汽車則需要電池管理系統(tǒng)來進(jìn)行這一環(huán)節(jié)的操作。這樣在沒有人為管理的情況下，汽車可以通過電池管理系統(tǒng)自行進(jìn)行停止電量的供給。此外也有熱管理，均衡控制和故障診斷，信息監(jiān)控以及參數(shù)標(biāo)定等。電池管理系統(tǒng)的這些功能可以全面到純電汽車的方方面面，以此來加強車主對汽車的管理。

2.4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計

中央控制器的運行依賴于系統(tǒng)的軟件設(shè)計。設(shè)計人員通過進(jìn)行C語言編寫，以此來根據(jù)汽車所需要的各項功能進(jìn)行相應(yīng)的程序編寫。這些程序分為標(biāo)定子程序，SOC估計子程序以及故障分析子程序，通過匯編相關(guān)的程序語言，以此來使得電動汽車可以順利運行。上機位主控程序如表1所示。

這種程序設(shè)計可以對大量的信息進(jìn)行收集和處理，并且存儲下來，方便駕駛者可以隨時隨地的進(jìn)行查看，同時當(dāng)出現(xiàn)故障的時候，也可以進(jìn)行相關(guān)的檢測，以此來進(jìn)行問題的解決。

3. 小結(jié)

綜上所述，新能源汽車的出現(xiàn)帶動著一個新領(lǐng)域的出現(xiàn)。純電汽車電池管理系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計，同汽車的性能和使用壽命息息相關(guān)。相關(guān)的設(shè)計人員和研發(fā)人員需要精細(xì)到每一個系統(tǒng)板塊甚至每一個步驟，以此來確保管理系統(tǒng)的順利開發(fā)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周偉偉.純電動汽車電池管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)解析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017，（33）：181-182.

[2]鄒宸，祝喬.電動汽車電池管理系統(tǒng)簡介與研究[J].電工技術(shù)，2019，（22）：176-177，180.