纯电动汽车动力电池的结构及工作原理

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

电动汽车电池,能量管理系统,现状及发展趋势

维普资讯 http://www.77cn.com.cn

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

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

燃料电池电动汽车的结构组成

燃料电池电动汽车组成部分包括：燃料存储系统（或带有重整原燃料至氢气的处理器），燃料电池堆及其控制单元，动力分配单元及其控制器！电机总成和传动系统组成的推进装置单元。燃料电池具有电流源的特点，并且其单体输出电压低。假定在交流电机需要较高功率密度的前提下，必须将几个燃料电池单体串联组合，以获得更高的电压，然后将输出电压输入至与燃料电池组相连接的DC/AC逆变器以提升其输出电压，从而可驱动交流推进电机。燃料电池电动汽车系统框图如下图所示。燃料电池输出电压比较低；在电压输送给电机驱动之前，需要用DC／DC变换器对电压进行提升和整流。

燃料电池和电机之间的动力电子接口电路包括：用于升电池组输出电压的D C／D C变换器、用于交流电机的D C／A C逆变器、用于控制的微处理器／数字信号处理器和用于储能的电池／电容器。燃料电池堆的时间常数比电力负荷动态时间常数要慢很多。电池储能系统在瞬态和过载情况下为车辆提供所需动力，同时也吸收再生制动时反向流动的能量。为了能直接与高压直流母线连接，电池组的额定电压必须足够高，这就需要将大量的电池单体进行串联连接。另外，双向DC/DC变换器两端分别与低压电池组和高压直流母线相连。在燃料电池电动汽

燃料电池电动汽车的结构组成

燃料电池电动汽车组成部分包括：燃料存储系统（或带有重整原燃料至氢气的处理器），燃料电池堆及其控制单元，动力分配单元及其控制器！电机总成和传动系统组成的推进装置单元。燃料电池具有电流源的特点，并且其单体输出电压低。假定在交流电机需要较高功率密度的前提下，必须将几个燃料电池单体串联组合，以获得更高的电压，然后将输出电压输入至与燃料电池组相连接的DC/AC逆变器以提升其输出电压，从而可驱动交流推进电机。燃料电池电动汽车系统框图如下图所示。燃料电池输出电压比较低；在电压输送给电机驱动之前，需要用DC／DC变换器对电压进行提升和整流。

燃料电池和电机之间的动力电子接口电路包括：用于升电池组输出电压的D C／D C变换器、用于交流电机的D C／A C逆变器、用于控制的微处理器／数字信号处理器和用于储能的电池／电容器。燃料电池堆的时间常数比电力负荷动态时间常数要慢很多。电池储能系统在瞬态和过载情况下为车辆提供所需动力，同时也吸收再生制动时反向流动的能量。为了能直接与高压直流母线连接，电池组的额定电压必须足够高，这就需要将大量的电池单体进行串联连接。另外，双向DC/DC变换器两端分别与低压电池组和高压直流母线相连。在燃料电池电动汽

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