动力电池及能源管理系统

由于动力蓄电池能量和端电压的限制，纯电动汽车需要采用多块电池进行串、并联组合。又由于动力蓄电池特性的非线性和时变性，以及复杂的使用条件和苛刻的使用环境，在纯电动汽车使用过程中，要使动力蓄电池工作在合理的电压、电流、温度范围内，对纯电动汽车上的动力蓄电池要进行有效管理。对于氢蓄电池和锂离子蓄电池，有效管理尤为重要，如果管理不善，不仅可能会显著缩短动力蓄电池的使用寿命，还可能会引起着火等严重安全事故，因此，动力电池管理系统简称电池管理系统（Battery Management System，BMS），是电动汽车的必备装置。

电池管理系统是用来对动力电池组进行安全监控、管理的装置。通过电池管理系统对电动汽车的动力电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、短路保护、漏电监控、显示报警、充放电模式选择，并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互，保障电动汽车高效、可靠、安全运行、增加续驶里程、延长使用寿命、降低运行成本。图5.1所示为PW2306-24S型电池管理系统。

图5.1　电池管理系统

电池管理系统已经成为电动汽车不可缺少的核心部件之一。它是连接动力电池与电动汽车的唯一纽带，是高效利用电池的关键部件；是整车策略的配合接口，保证车辆的动力性能；是化学能源的电气监控单元，保证动力电池安全高效工作。国外公司BMS做得比较好的有联电、大陆、德尔福、AVL和FEV等，现在基本上是按照AUTOSAR构架以及ISO 26262功能安全的要求来做的，软件功能更多，可靠性和精度也较高。国内很多主机厂也都有自主开发的BMS产品并应用。

动力蓄电池管理系统主要由采集模块、主控模块、显示模块和电池均衡控制模块等组成。

（1）采集模块

采集模块主要完成采集电压、电流、温度。(www.xing528.com)

（2）主控模块

主控模块完成对电池组总电压、总电流的检测，并通过CAN总线与采集模块、均衡模块、显示模块或车载仪表系统及充电机等通信。

（3）显示模块

用于电池组的状态以及SOC等各种参数的显示、操作等，并可保存相关数据。

（4）电池均衡控制模块

当电池箱内电池电压不一致超过规定值时，当充电电流小于一定值后，可对电池进行均衡。

电池管理系统包括电池管理系统控制单元MCU、电池单体电压和温度信号采集模块（BMU模块）、总电流及总电压信号采集模块（U模块）、整车通信模块、高压电安全系统（高压接触器熔断器）及电流均衡模块、热管理系统和检测单元（电流传感器、电压传感器和温度传感器）等。均衡功能包括电池单体电压及温度均衡两个方面，附带有监测并响应碰撞及电池渗漏的功能，当监测到影响安全的信号时，管理系统则立即切断高压电供给。