电动汽车动力电池管理系统设计

电动汽车动力电池组管理系统设计

电动汽车动力电池组管理系统设计

张承宁朱正张玉璞李红林

（北京理工大学机械与车辆工程学院，北京１０００８１）

Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｕｚｈｅｎｇｂｉｔｅｖ＠１２６．ｅｏｍ

摘要

根据动力电池组在电动汽车上的使用特点和要求，利用总线通讯技术，设计出电池组分布式管理系统．系统由

一个电池组综合管理器和多个电池单体检测模块组成。为了克服电池组上的高压干扰。实现对每块电池单体电压的精确采集，在电池单体检测模块中设计了具有特色的压控恒流源电路。通过在电动汽车上的实际应用表明．系统运行稳定正常，可扩充性好，便于安装布置，有着广阔的应用前景。关键词

动力电池组

分布式管理

总线通讯

压控恒流源电路

中图分类号ＴＰ２７３

文章编号１００２—８３３１一（２００６）２５—０２２０—０３

文献标识码Ａ

Ｄｅｓｉｇｎ

ｏｎ

ＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ

ＺＨＵＺｈｅｎｇ

ｆｏｒＴｒａｃｔｉｏｎＢａｔｔｅｒｙＰａｃｋｓｉｎ

ＥｌｅｃｔｒｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＶｅｈｉｃｌｅ

ＺＨ慷ＮＧＣｈｅｎｇ－ｎｉｎｇ

ＺＨＡＮＧＹｕ－ｐｕ

１０００８

ｂａｔｔｅｒｙｂｙ

ｔｈｅ

ＬＩＨｏｎｇ－ｌｉｎ

（Ｂｅｉｊｉｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ

ｔｏ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ

电动汽车动力电池组热管理系统研究

摘 要：相比较传统燃油汽车，电动汽车具有更加高效、更加清洁的优点。电动汽车工作性能的好坏很大程度上取决于电池的工作性能。温度作为影响电池工作性能的重要因素，对电动汽车的使用性和安全性有着非常大的影响。在简要归纳动力电池组热管理必要性和系统功能的前提下，从电池最优工作温度范围、热场计算、温度传感器布置、风机功率选择和电池包设计等几个方面介绍了动力电池组热管理系统的设计要点，并对不同冷却方式进行对比分析，为后续研究提供参考。

关键词：电动汽车 电池 温度 热管理

中图分类号：TM91 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（a）-0178-03

Research On Electric Vehicle Battery Thermal Management System

Yang Guosheng

（Shaoxing Traffic Police Detachment，Shaoxing Zhejiang，312000，China）

Abstract：Compared with the traditional fuel vehicle，electri

北京交通大学

硕士学位论文

电动汽车用大功率镍氢动力电池管理系统开发

姓名：杨光

申请学位级别：硕士

专业：机械电子工程

指导教师：张家栋

20071201

中文摘要

中文摘要

随着现代科学技术的不断发展，越来越多的电气产品被研发出来并面向市场推广应用。电气产品能源的来源主要是电力能源，其中占相当大一部分比例的电气产品需要用到电池作为主要能量来源。特别是在大量使用电池作为动力源的电动汽车领域，在现有的电池技术基础上，要实现对电池的安全合理的使用，以期获得最好的使用性能和较长的使用寿命，就必须对电池的状态加以检测和管理。

本课题就是根据上述实际需要而研制的基于Ｍａｓｔｅｒ—Ｓｌａｖｅ架构的电池管理系统，包括检测模块和核心模块两个部分。检测模块安装在每个电池箱上，实现对单体电池电压和电池温度检测的功能，并将所采集到的数据传送到核心模块中，同时实现对电池箱的热管理功能。核心模块可根据需要安装在车身或电池箱上，实现整车电池的总电压、总电流、绝缘检测，电池ＳＯＣ估算并实现与整车控制器的通讯功能。

本系统在硬件设计方面，采用ＦｒｅｅＳｃａｌｅ公司生产的ＭＣ９Ｓ１２ＤＴｌ２８和ＭＣ９Ｓ１２Ｃ３２ＣＰＢｌ６芯片分别作为核心模块和检测模块的控制器，搭建了一个完整的电池管理系统平台，实

纯电动汽车动力电池包结构静力分析及优化设计

摘要： 动力电池包作为纯电动汽车的唯一动力源，承受着电池组等模块的质量，因此其强度、刚度必须满足使用要求才可以保证行驶的安全性。在建立其有限元模型的基础上，分析了电池包结构在弯曲工况、紧急制动工况、高速转弯工况、垂直极限工况以及扭转工况下的强度、刚度。分析结果显示，在垂直极限工况下，电池包底板的受力情况最为恶劣，因此对原有模型做出了改进，改变底板加强筋的布置形式。经过相同工况的模拟，发现在力学性能提升的基础上，整体质量得以减轻，实现了轻量化的目标。

关键词： 动力电池包 有限元法 静力分析 优化设计

Abstract： As the only power source of pure electrical vehicle，the power battery pack bears the

weight of several models such as the battery model. To ensure the safety,the pack’s strength and stiffness must meet the fundamental requirements. This

电动汽车电池,能量管理系统,现状及发展趋势

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第2卷第2 4期200 4年 4月

辽宁工学院学报J OUR NA OF L AONI L I NG NS TUTE OF TE I TI CHNOL OGY

V o_ 4 No 2 l2 .Ap. r 2004

电动汽车用动力电池的现状及发展趋势邱纲陈勇李东,,( .宁工学院汽车与交通工程学院,宁锦州 1 1 0;. 1辽辽 2 0 1 2辽宁石油化工大学,宁抚顺辽 130 ) 1 0 0

摘

要:电动汽车的发展已经成为当今世界各国的热点 .力电池是电动车的关键技术和影响电动车发展的动

主要障碍之一 .本文介绍了铅酸电池,氢电池,离子电池和燃料电池的历史,镍锂工作原理和现状以及将来的前景 . 关键词:酸蓄电池;氢蓄电池;离子蓄电池;料电池铅镍锂燃

中图分类号:U4 97 6. 2

文献标识码:A

文章编号:O5l9 (O4 O—010 lO一OO 2O )204—4

Pr s n t t s a d Pr s e to e e tS a u n o p c f EVS Po r d wih Ba t r e we e t te i

纯电动汽车电池管理系统概述与发展趋势

摘要：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。在新能源体系中，电池系统是其中不可或缺的重要组成部分。近年来，以锂电池为动力的电动自行车、混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等受到了市场越来越多的关注。我国对电动车的发展极为重视，早在1992年就把电动车的开发发展列入国家的“八五”重点科技攻关项目，对电池管理系统以及充电机系统进行了长期深入的研究开发，在BMS方面取得很大的突破，与国外水平也较为接近，研制产品在纯电动和混合动力电动车上得到大量使用。但电池管理技术还并不成熟，电动汽车的发展及产业化，对动力蓄电池管理系统将具有巨大的市场需求，同时技术上也将提出更高的要求。

关键词：bms 纯电动汽车 动力电池 锂电池 can通讯 单片机

Abstract: with the oil price, the energy shortage, the increasingly serious urban

environment pollution, an alternative to oil development of new energy use mo

第45卷第6期 2009年6月

机 械 工 程 学 报

JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING

Vol.45 No.6 Jun. 2009

DOI：10.3901/JME.2009.06.095

利用双卡尔曼滤波算法估计电动

*

汽车用锂离子动力电池的内部状态

戴海峰 孙泽昌 魏学哲

(同济大学汽车学院 上海 201804)

摘要：以电动汽车的研发为背景，建立用于电动汽车中作为辅助动力源的锂离子动力蓄电池的等效物理模型及其离散形式的状态空间方程，然后分别介绍如何基于卡尔曼滤波算法在线估计电池内部的荷电状态和寿命状态。在此基础上，介绍利用双卡尔曼滤波算法同时在线估计荷电状态和寿命状态的算法原理，并设计出相关的电池测试试验，利用在此试验过程中所采集的包括电流、电压等数据对电池的内部状态进行估计。对试验结果的分析表明，利用双卡尔曼滤波算法在线估计电池内部状态是有效的，并且估计精度也相对较高，可以较好地反映电池内部的真实状态。 关键词：双卡尔曼滤波 电动汽车 锂离子动力电池 状态估计 中图分类号：TM912.1

Estimation of Internal States of Power Lithium-ion Bat

燃料电池电动汽车控制系统 I

摘要

在能源和环保形势日益严峻的今天，燃料电池电动汽车以其特有的优势成为未来环保汽车的首选之一。本文以研究电动汽车为背景，以燃料电池电动汽车为研究对象，开展对整车控制器及能量管理的研究。

本文对燃料电池电动汽车整车电控系统作了分析，讨论整车控制系统的结构，包括燃料电池，蓄电池组，燃料电池控制器，整车控制器，DC-DC变换器，数字电机控制器，电机等。介绍了各组成部分的特性和功能，分析了燃料电池电动汽车的能量控制策略和行驶控制策略，通过结合能量管理的任务和实际运行情况来制定整车控制器的控制策略。

以8位微控制器为核心，设计车辆控制关键参量的采集与输出控制模块以及与其他通信模块。关键参量包括油门电压、档位信号、刹车信号、总线电压等。结合整车控制器的控制策略，基于VW开发平台，采用汇编语言对整车控制器软件系统进行了研究设计。

同时，将CAN总线引入了车辆控制系统，用于实现基于CAN总线的VCU与FCU间的通信，改变了以往的通信方式。此外，专门研究了蓄电池组的管理问题，结合蓄电池组管理任务和实际情况设计了目前的蓄电池组管理系统。主要包括蓄电池电压和温度的管理、充放电控制。

关键

第45卷第6期 2009年6月

机 械 工 程 学 报

JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING

Vol.45 No.6 Jun. 2009

DOI：10.3901/JME.2009.06.095

利用双卡尔曼滤波算法估计电动

*

汽车用锂离子动力电池的内部状态

戴海峰 孙泽昌 魏学哲

(同济大学汽车学院 上海 201804)

摘要：以电动汽车的研发为背景，建立用于电动汽车中作为辅助动力源的锂离子动力蓄电池的等效物理模型及其离散形式的状态空间方程，然后分别介绍如何基于卡尔曼滤波算法在线估计电池内部的荷电状态和寿命状态。在此基础上，介绍利用双卡尔曼滤波算法同时在线估计荷电状态和寿命状态的算法原理，并设计出相关的电池测试试验，利用在此试验过程中所采集的包括电流、电压等数据对电池的内部状态进行估计。对试验结果的分析表明，利用双卡尔曼滤波算法在线估计电池内部状态是有效的，并且估计精度也相对较高，可以较好地反映电池内部的真实状态。 关键词：双卡尔曼滤波 电动汽车 锂离子动力电池 状态估计 中图分类号：TM912.1

Estimation of Internal States of Power Lithium-ion Bat

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Vo 8 No6 ll 2 QS 1 0 .2

机械研究与应用ME CHANI AL RE E C S ARC& AP H C TI H P A ON

第 l卷第 6 8期20 0 5年 1 2月

混合动力电动汽车动力传动系统的研究王世新徐，勇(. 1浙江宝业集团，安徽合肥 2 0 1; . 3 0 1 2江淮汽车有限公司， 安徽合肥 2 02 ) 30 2摘要：混合动力电动汽车( E ) H V是新型节能环保型车辆。阐述混合动力汽车各组成部件、布置方式及控制策略的不同结构型式： 串联式、并联式和混联式，对这 3种混合动力系统结构和特点进行了分析。

关键词：动力装置；混合混合动力汽车；动力传动系统中图分类号： il3 2 Tl 1. 文献标识码： B文章编号：0 7— 4 4 20 )6— 0 8— 2 10 4 1 (0 5 0 0 2 0

节能、环保、新能源越来越紧密地与汽车联系在一起。如何研制开发更节能、环保、更使用替代石油能源的新型汽车， 成为各大汽车公司的当务之急。纯电动汽车或低排放新燃料汽车是最终目标，目前电池技术问题阻碍了纯电动汽车的但

轮。这种系统使用一个较小的发动机在效率最高的转速范围内工作，因此，能够最大限度