電池管理系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)

電池管理系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)電池管理系統(tǒng)應(yīng)具備通用性和擴(kuò)展性，其功能可用于對某些電池的管理中。因而對管理系統(tǒng)有一定的可靠性及穩(wěn)定性的要求，整個系統(tǒng)構(gòu)造也要經(jīng)過分析。若要得到如磷酸鐵鋰、錳酸鋰等電池或混合動力汽車、純電汽車等車型的使用需求，則需針對各種電池及多種車型對于電池管理系統(tǒng)的相關(guān)需求進(jìn)行分析，本節(jié)對混動汽車電池管理系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造進(jìn)行分析，提出了相關(guān)功能要求，并區(qū)分了不同電池的管理系統(tǒng)。1電池管理系統(tǒng)的功能電池管理系統(tǒng)的主要功能1）實(shí)時采集電池系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)采集純電汽車電池系統(tǒng)的相關(guān)信息，包括：電池系統(tǒng)電壓及總電壓、溫度、充放電電流、絕緣狀態(tài)等。電池系統(tǒng)中單個電池具有不同的使用狀態(tài)，電池系統(tǒng)中單個電池較為直接的使用狀態(tài)可以通過單個電池的電壓和整個模塊溫度獲得，因而對每塊電池的電壓以及溫度都要進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。電池系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的直接體現(xiàn)就是充放電電流，同時，充放電電流也是系統(tǒng)狀態(tài)管理的重要根據(jù)。電池系統(tǒng)總電壓是系統(tǒng)核心參數(shù)之一，對于電池系統(tǒng)的管理運(yùn)行至關(guān)重要，是電池系統(tǒng)總體狀況的體現(xiàn)。電池系統(tǒng)總電壓很高，若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，絕緣導(dǎo)致電壓為零，會對汽車整車及車內(nèi)人員形成安全隱患，因此對于電池系統(tǒng)絕緣狀態(tài)的持續(xù)性監(jiān)控很有必要。2） 電池的SOC估算電池的剩余電量（StateofCharge,SOC）是指電池當(dāng)前存儲的電量［15］,是電池的主要參數(shù)之一，若能實(shí)時得到出汽車電池系統(tǒng)的SOC,從而顯示出汽車動力系統(tǒng)的剩余電量，就可以為汽車管理控制標(biāo)定方向，規(guī)范控制策略，確保電池系統(tǒng)的工作效率及安全性。3） 電池組熱管理電池自身性質(zhì)決定了其使用時自身溫度一定會影響使用性能［16］。電池組熱管理系統(tǒng)為電池組安全、高效的使用提供了重要保證，主要是采用電風(fēng)扇降溫或電阻絲升溫以及溫度監(jiān)測等方式保證電池系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定在正常工作溫度區(qū)間中。熱管理系統(tǒng)的主要工作方法是利用傳感器對監(jiān)測其溫度，并顯示出熱源與其對應(yīng)得溫度，通過分析兩者之間的關(guān)系，定位電池系統(tǒng)外殼和模塊的安裝位置，判定是否需要降溫（或升溫），并快速實(shí)現(xiàn)熱平衡。4） 一致性補(bǔ)償將單個電池串聯(lián)成組投入使用的重要手段就是電池系統(tǒng)的一致性評價與均衡，這種技術(shù)對電池系統(tǒng)的使用效率及安全性有很大影響。實(shí)時監(jiān)控獲得的電池系統(tǒng)的狀態(tài)經(jīng)過電池管理系統(tǒng)的分析，對電池系統(tǒng)做出一致性評價，當(dāng)評價結(jié)果不良時，反饋給電池管理系統(tǒng)，并對電池系統(tǒng)進(jìn)行均衡調(diào)整。5） 能量管理電池管理系統(tǒng)在電池使用過程中實(shí)時監(jiān)控電池的剩余電量，當(dāng)監(jiān)測到目前電池電量過低時，對電池進(jìn)行充電，若電池充電基本完成，繼續(xù)充電會使電池電量過高，此時電池管理系統(tǒng)對其進(jìn)行限制充電，并在使用時增加放電量。通過這種方式，電池管理系統(tǒng)可以對電池系統(tǒng)的任何使用狀態(tài)做出合理判斷并控制其充放電電流及功率大小。6） 故障診斷與報警電池系統(tǒng)在任何狀態(tài)下均有安全電壓、溫度及電流等的正常使用范圍，因此在汽車動力電池系統(tǒng)使用過程中，電池管理系統(tǒng)會持續(xù)對這些指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測并控制，當(dāng)任何參數(shù)超過上限值時均會發(fā)生報警，從而確保了電池使用的安全。7）信息交互電池管理系統(tǒng)可以通過信息交互實(shí)現(xiàn)與外界控制端口（整車控制、充電機(jī)、PC機(jī)等）的同步工作。目前常用的信息交互方式是依靠CAN總線來實(shí)現(xiàn)的，部分系統(tǒng)通過RS232或RS