试析汽车用蓄电池管理系统.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date试析汽车用蓄电池管理系统试析汽车用蓄电池管理系统试析汽车用蓄电池管理系统 摘 要：蓄电池作为储备能源装置已经在较多领域得到广泛应用，本文对蓄电池的发展现状进行简单介绍，并以汽车用蓄电池为例，说明蓄电池管理系统的各项功能。 关键词：蓄电池;管理系统;剩余电量;健康状况 1 概述 蓄电池是汽车的重要电源，当汽车发电机发电不足时，发动、点火、照明灯各项功能都需要蓄电池提供能

2、源支持。当蓄电池两端电压低于发电机输出电压时，电池处于充电状态，当前阶段应用较多的蓄电池充电管理模式是由6只2V单电池串联组成12V蓄电池组进行充电管理的，这种整组管理模式忽略了个体的差异，容易导致过充或欠充的现象，不利于蓄电池良好性能的保持。长期的过充或欠充会缩短蓄电池的寿命，不仅引起经济的浪费，还会给环境造成污染，因此采取有效措施对蓄电池的充电管理模式进行科学管控，可有利于延长蓄电池的使用寿命。 2 蓄电池管理系统分析 2.1 电池管理系统概述 电池管理系统（BMS）是一个处于监控运行和保护电池关键技术中的核心部件，系统主要功能是对蓄电池的电流、电压、温度等数据进行检测和采集，并对剩余电量

3、及电池的健康状况进行科学评估，然后将电池的运行状态进行实时控制和现实，以确保蓄电池的安全可靠。电池管理系统是新能源汽车所必需的核心部件之一，该系统所承担的任务不仅为电池本身提供安全保障，还为汽车安全、稳定的运行提供有力保障。 2.2 蓄电池管理系统发展现状 2.2.1 基于专用芯片的蓄电池管理系统 电池管理系统的主要目的是如何快速高效的给电池补充电能，并最大限度的延长期使用寿命，这一目标的实现需要依靠智能化的充电维护电路，因此引入一个单片机或数字信号处理器（DSP）构成的复杂控制电路就成为必然，但由于需要耗费的成本较为庞大，因此采用蓄电池管理芯片作为此问题的解决方案。电池管理系统中应用较多的是

4、对充电电压和充放电电流的控制，电池管理芯片的主要功能便是对以上两项进行有效控制，以实现对涓流充电模式、过充电模式、大功率充电模式、浮充电模式的管理。管理芯片具有简洁高效的优势，但其灵活性较差，无法实现智能化管理，因此在应用方面就受到了极大的限制。 2.2.2 基于监控测量的蓄电池管理系统 电池在运行过程中，其真实的工作状况可通过工作电压、工作电流、工作温度等参数反映出来，若能对以上电气参数进行实时监测和总结，就能对电池运行状况做出准确的判断。实际上，这些电池监管系统可以由故障诊断和遥控遥测、自动报警设备、事故现场处理功能的组合得到实现。监管系统可以在电池出现一般性故障时发出报警提示，提高电池组

5、的可靠性;但这些故障仅局限在电池可能会发生断路、短路、过充电、过放电等范围内，无法解决电池充放电曲线管理问题、电池容量均一性问题以及落后电池的处理问题。因此这种只具有监控功能的管理系统只是被动防卫，无法对电池进行优化管理，也不能从根本上延长电池的使用寿命。 2.2.3 与电源设备一起构成的蓄电池充放电管理系统 电源与蓄电池一体化的充放电管理系统是将电池组直接挂在电源模块输出端，电网正常工作时，电池组处于浮充状态，起到补充自放电容量损失的作用，而电网处于断电状态，蓄电池则即可投入工作状态;当电网恢复时，电源模块开始对电池进行充电，并检测电池组的充电电流，调节电源模块的输出电压，以达到规定标准。该

6、系统多应用在通讯程控交换机通电系统和电力合闸供电系统中，这种管理系统可解决电网漏电状态下蓄电池组补充电能的问题，能实现在规定时间内向负载供电，保障通信或电力合闸系统运转的正常性。 2.2.4 车用蓄电池管理系统 通用汽车公司的电池管理系统利用微电脑对电池的荷电状态和剩余能量进行监测，并控制蓄电池组的充放电状态，提高电池的充放电性能。克莱斯勒公司设计的汽车用电池能量管理系统（BEMS）利用超快速充电技术，实现了充电电流和电池组中各块电池充电接受能力之间匹配的最优化，使快速优化充电成为可能。BEMS的使用提高了对电池充电控制的精确度，防止电池过放电和过充电现象的发生，有效的延长了电池的使用寿命。

7、3 汽车用蓄电池管理系统的研究 3.1 汽车用蓄电池管理系统组成 汽车用蓄电池组主要有数据采集与检测，主要检测内容包括单体电池的电流、电压、温度的测量、蓄电池充放电管理、SOH估测、电池SOC、单个电池一致性均衡控制、实施通讯设备、显示设备、保护电路装置等。 3.2 各部分功能 3.2.1 数据采集设备 数据采集设备是对蓄电池组中单个电池的电流、电压、温度进行采集测量，采集结果输送给计算机后经过A/D转换后可做重要的控制参考;通过对数据的分析还可以发展某个单体电池可能存在的问题，即便于及时采取有效的防护措施。 3.2.2 充放电管理 管理设备主要对铅酸蓄电池的充放电特性进行分析，对几种简单的充

8、电方式进行研究对比后，选择最佳的充电模式，以形成对蓄电池的有效管理，防止过充电或过放电的现象损坏蓄电池的性能。 3.2.3 SOH和SOC的估测 SOH和SOC分别是对蓄电池的健康状况和剩余电量进行估测，通过估测结果可获得电池的剩余电量，以便于对汽车的行驶里程进行准确判断，提高汽车运行的可靠性。 3.2.4 均衡控制 汽车用蓄电池多为单个电池串联起来的电池组，在使用过程中由于单体电池的初始容量、内阻、温度等因素的不同，可能会造成各个单电池耗电量不同，这就是蓄电池不均匀性产生的原因。在充电或放电过程中，单体电池为串联，因此会形成过充电或过放电的现象，采用均衡控制手段，可使各单体性能几乎一致，最大

9、限度的消除或减少过充电或过放电现象的发生，从而达到保护蓄电池的目的。 4 总结 蓄电池是汽车中的重要动力能源，可在特定情况下为汽车的发动、点火、照明提供能源支持。蓄电池由多个单体电池组成，由于各个单体的性能存在差异，极容易出现过充电或过放电现象，严重影响了蓄电池的使用寿命。采用先进的智能控制技术、计算机技术、通讯技术对汽车蓄电池进行智能化管理，可有效提升蓄电池的使用寿命。 参考文献： 1贺莹.汽车用蓄电池管理系统D.贵州大学，2009. 2王慧慧.电动汽车的蓄电池管理系统设计D.西安工业大学，2014. 3陈新，张桂香.纯电动汽车的铅酸蓄电池管理系统设计J.电源技术，2012，08：1132-1134+1202.-