BOMS蓄电池在线监测及自动维护系统
正通BOMS 开创蓄电池免人工维护新时代！！！
目前蓄电池组的维护主要由人工利用一些智能仪表、设备根据相关规范进行。而且有些维护工作费时费力还容易发生一些安全隐犯。且随着蓄电池组大面积广泛使用，人工维护显然不能满足实际需求，实际中由于蓄电池使用不当或维护不及时导致的安全事故在逐年增加。
无需繁琐的放电容量实验….
无需定期的端电压及温度测量….
无需定期做均充….
无需进行内阻检测….
不用担心容量不足…..
不用担心火灾，爆炸….
一、产品概述
蓄电池在线监测及自动维护装置集在线监测、异常告警、在线检测及自动维护四大功能于一身。可在线监测蓄电池组的状态及各项参数，及时发现落后电池，进行异常告警，并对电池组的健康状况进行系统评估，提供状态维护、检修建议。同时装置能在线对电池组进行自动维护，确保电池组浮充时保持电压均衡，使每节电池都始终处于最佳活性状态，能有效抑制并消除硫化。具体采用对低于设定浮充电压的单体电池进行阶段性补充充电，夯实单体电池容量的同时提高了蓄电池组的后备时间，并且保证了整组蓄电池中单体电池的电压、容量整体一致性，打破“水桶原理”即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。同时为日常维护中容量、性能试验提供一个“起点”一致的试验平台，提高了检测精度；此外，小电流脉冲还对落后电池的去硫有很好的效果。
本装置智能化程度高，可以实现在线自动监测、检测及维护，使蓄电池组中的每节单体电池保持最佳活性状态，提高了电池后备时间及运行寿命，及时发现落后电池并自动做相应的维护，极大的减少了人力、物力维护成本，有效的进行节能减排，为使用单位创造很好的经济效益和社会效益。
二、产品功能
1、在线监测功能：
实时监测的蓄电池组的：运行状态，总电压、总电流、、环境温度、单体电压、单体内阻、单体电池负极温度、软连接条压降、电压均衡度、电池组容量、放电可持续时间；
2、自动维护功能：
在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各单体电池电压，并针对低于设定浮充电压的电池（长期欠充）进行阶段性补充充电，并对过充电池进行单体放电以解除
过充状态；对已经硫化的电池进行小电流脉冲除硫活化；
3、异常告警功能：
发现蓄电池组总电压、负极温度、单体电压、内阻、环境温度、电池组容量等参数异常，系统会通过告警方式，通知维护人员及时对蓄电池进行检查维护。
4、核对性放电监测功能：
核对性放电监测：通过实际负荷放电，深度可达50%，可设定四个核对性放电条件（总电压、单体电压、放电容量、放电时间），到达任一设定条件，系统会阶段性告警，提醒维护人员操作。并能将核对放电数据进行单独存放，便于分析处理。
5、内阻检测功能：
采用交流注入法原理在线进行内阻测量，可设定周期进行定期内阻测量，也可就地或远程手动控制进行内阻测量。
6、容量估算和准确监测：建立科学的蓄电池剩余容量_SOC_数学模型，实时准确监测蓄电池组实际容量。首先通过约20分钟的短时间放电就能估算出电池组剩余容量，同时把电压、电流、温度、充放电时长等相关数据输入神经网络数学模型进行容量监测，当放电达到100%深度时，设备对电池组进行了第一次完整的学习，以后就能及时准确的对电池组进行剩余容量的实时监测。
7、数据存储功能：
系统配备SD卡和USB接口直接将数据存储到SD卡或U盘节省数据导出时间，充电数据、放电数据和报警过程数据每12秒要存储一次并进行了分类单独存储，有利于数据检索和分析利用，存储空间至少可能存储三年以上监测数据。
8、数据分析和报表功能：
配备强大的上位机监控分析软件，通过对监测和检测数据进行系统分析，绘制总电压、单体电压、充放电电流曲线图，容量柱状图、内阻趋势图、电压平衡度△V趋势图等，可对蓄电池组健康性能和放电能力进行分析，准确甄别落后电池，可对蓄电池充电状态数据进行分析计算稳流稳压精度和纹波系数，为充电机性能分析和维护提供依据。
可手动或自动生成各类符合客户要求数据报表。采用上位机实时监测的还可
每月自动生成WORD板本的“监测和维护月报表”并自动存入用户指定的文件夹中。
9、数据传输和组网：
设备具有LAN(以太网)、RS485数据传输接口实现远程联网监控，并支持TCP、MODBUS、CDT、103、IEC61850等协议，数据格式符合DL/T 329-2010《基于DL/T860的变电站低压电源设备通信接口》中规定的直流通信数据、功能和信息建模要求。
10、对时功能：提供对蓄电池在线监测及自动维护装置统一对时功能。
三、产品性能特点：
1、模块化架构设计，每个主机可监控2组，每组最多256节电池数据，每个采集维护模块负责6节电池的数据采集和自动维护，系统可对任何电压等级的阀控式铅酸电池或磷酸铁锂电池组进行在线监测和维护，模块化解决方案配置更加灵活，安装更加方便快捷。
2、采集维护模块配有拨码器无需固定编号，可自由调换，安装维护方便快捷。
3、显示与指示：采用5寸大屏幕液晶直观显示蓄电池运行状态、自动维护状态、设备存储状态及各项运行参数和告警记录。面板具有电源、设备故障、越限报警指示灯。
4、参数设置：设备具有就地和远方对系统基本数据的重新设置、更改、删除功能。可就地进行参数设置或远程调阅和配置装置参数。
5、告警方式：现场声光告警（可消音）、上位机及监控端告警、手机短信告警（配备GPRS模块可同时给4个以上手机发送告警短信。）
6、供电方式：AC200V±15% 50Hz供电,停电时自动转为被测电池组直流供电；
7、安全隔离：装置和电池间所有连线都必需采用保险线；
8、装置带有软件和硬件“看门狗”，设备如有异常将进行自动保护；
9、补偿充电模块采用固态开关，无拉弧、无明火；
10、可根据客户现场情况，灵活选择有线方式或无线方式进行组网和传输数据。
四、技术参数：
1、电压监测范围：1—20.0V 电压监测精度：±0.1%
2、内阻测量精度：±(2.5%+25μΩ)
3、在线容量（SOC）：误差不大于10%，.
4、电流监测范围：0—±500A（10A,300A,500A,可选）电流监测精度：±1%
5、温度监测范围：-10℃--+50℃温度测量精度：±0.5℃
6、补偿充电电流：<2A
7、输入绝缘电阻：≥10MΩ，600V
8、通讯参数：波特率（2400/4800/9600/19200bps）可设
9、尺寸：主机：200mm×133mm×41mm采集维护模块：182mm×110mm×28mm
10、工作环境：温度：-20℃--60℃，湿度10%--80%，无冷凝
五、相关界面展示：
全面直观的监控、远程参数设置和对时
强大的数据分析和报表功能
现场直观全面显示和查询
现场方面快捷的设置操作
蓄电池在线监测及自动维护解决方案
一、浮充制蓄电池组运行维护中存储的问题和解决方案：
1、蓄电池组容量失效问题：
蓄电池组容量失效主要有两方面原因：（1）、由于蓄电池硫化导致容量失效，电池组在长期欠充、过充过放、长期浮充、长期搁置等情况下容易产生硫化，导致容量失效；（2）、蓄电池失水导致容量失效，蓄电池在过充、浮充电流过大、浮充电压过高、环境温度过高、安装过程中水平度不够导致极柱拉扯产生缝隙、物理损伤导致漏液等原因失水导致容量失效。
BOMS提供的解决方案：（1）、通过对蓄电池组中低于设定浮充电压的电池进行阶段性补充充电的方式，让整组电池都始终处于充盈状态来阻止电池硫化，对已经硫化落后的电池进行脉冲除硫处理来恢复电池容量；（2）、通过对蓄电池组的状态、总电压、充放电电流、温度、各单节电池电压、剩余容量、可持续时间的参数进行全面监测并设定报警门限，进行状态维护，防止过充或长时间在高温环境中运行。
2、蓄电池容量监测问题：
蓄电池作为直流系统中最为核心的部件，及时甚至实时了解其容量状况非常重要，目前蓄电池容量实验最准确的方法是恒流放电法，即整组电池充满后采用10小时放电率的电流进行恒流放电至其中任何一节电池到达保护终止电压，所需时间的乘积为整组电池的容量。这看似准确但如果到达保护终止电压的电池本身就是欠充的电池，这时就会得到一个错误的容量测试结果。并对电池的劣化状况做出错误判断。
BOMS提供的解决方案：通过建立科学的蓄电池剩余容量_SOC_数学模型，首先通过约20分钟的短时间放电估算出电池组剩余容量，同时把电压、电流、温度、充放电时长等相关数据输入数学模型进行容量监测，当放电达到100%深度时，设备对电池组进行了第一次完整的学习，以后就能及时准确的对电池组进行剩余容量的实时监测。
3、蓄电池组的安全使用问题：
蓄电池组使用或维护不当容易发生安全事故，比如因硫化导致容量失效而产出掉电事故或因热失控导致火灾甚至爆炸事故等。
BOMS提供的解决方案：通过对蓄电池组的状态、总电压、充放电电流、温度、各单节电池电压、剩余容量、可持续时间的参数进行全面监测并设定报警门限，进行状态维护，防止过充或长时间在高温环境中运行。确保蓄电池组安全可靠运行。
4、蓄电池组寿命缩短问题：
单个电池的使用寿命远比电池组长，经研究发现这是由于电池组在使用过程中处于不平衡状态，充放电也是不均衡的，而不断重复的充放电过程就更加剧了这种不平衡现象，从而使得某节蓄电池寿命缩短，继而导致整组蓄电池的使用寿命缩短。具体如下：整组电池充电的特性是，如电池组有一个或几个内阻变大的老化电池，起容量必然变小，充电器给电池组充电时，老化电池因容量小，将很快充满。充电器会误以为整组电池以充满而转为浮充态，以恒定的电压和小电流给电池组充电。其余状态良好的电池不可能充满，从而长期欠充。电池组将以老化电池的容量进行充放电，经过多次浮充—放电—浮充—放电的恶性循环，容量不断下降，电池后备的时间缩短。
BOMS提供的解决方案：在浮充状态对低于设定浮充电压的单体电池（长期欠充的电池）进行阶段性补充充电，使电池组中每节电池均处于充盈状态（最佳活性状态），使整组电池真正达到平衡，从而打破“水桶原理”，即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。让整组电池的使用寿命可比单个的电池寿命。
5、方便准确的解决落后电池甄别问题：
众所周知个别落后电池会影响整组电池性能，所以及时发现和处理落后电池是蓄电池维
护工作中的重要内容。目前采用内阻测试方法进行落后电池甄别是认为可靠的，但前提是内阻测试的准度要很高，因为蓄电池内阻本身微欧级别的微小参数。而且电池处于不同状态时内阻相差较大，如果在电池组处于不平衡的状态下（有的充饱有的没有充饱）进行内阻测试来甄别落后电池就很容易得出错误的判断。
BOMS提供的解决方案：首先BOMS使蓄电池组各单节电池处于充盈状态，为测试提供一个一致性平台，提高甄别的准确度，然后通过测量电池内阻来判断落后电池，也可通过充放电过程中单位时间电池电压的变化程度△V大小来准确的判断电池的劣化状况。甚至还可在长期浮充过程中则通过各电池自放电率大小来甄别落后电池（自放电大的电池使用的单体充电功能频率高），即BOMS同时提供了三种甄别落后电池的可靠方法。
6、蓄电池管理和维护工作繁重问题：
目前蓄电池组的维护主要由人工利用一些智能仪表、设备根据相关规范进行。而且有些维护工作费时费力还容易发生一些安全隐犯。且随着蓄电池组大面积广泛使用，人工维护显然不能满足实际需求，实际中由于蓄电池使用不当或维护不及时导致的安全事故在逐年增加。
BOMS提供的解决方案：实时监测了蓄电池状态、总电压、充放电电流、温度、各单节电池电压、剩余容量、可持续时间的参数，并有异常告警功能，使蓄电池的维护工作从定期维护为主转到全面状态维护，大量的繁重的维护工作得以免除。
无需繁琐的放电容量实验….
无需定期的端电压及温度测量….
无需定期做均充….
无需进行内阻检测….
不用担心容量不足…..
不用担心火灾，爆炸….
BOMS实现了蓄电池远程智能管理，在线自动维护，从根本上解决了蓄电池使用及维护难题，大大减少电池的淘汰，解放了用户人力和维护设备的投入，极大的降低了用户的成本，降低安全风险，对蓄电池管理和维护具有里程碑样的意义。具有良好的实用价值和社会价值。
二、BOMS给用户带来的实际效益：
人力维护成本大幅度降低，不到原来的人力投入的20%，最少可降低80%
维护设备投入降低50%
电池组寿命可延长1.5倍到2倍。使每年蓄电池资金投入降低1半左右。
蓄电池管理成本大幅降低1半以上。
蓄电池系统安全性和可靠性大幅度提高，事故率能降低70%以上。
三、BOMS系统构成及各部件功能：
控制主机：可同时对两路蓄电池组（每组最多256节）进
行管理，采集蓄电池组总电压、充放电电流、进行容量计算，
进行异常告警、提供多种接口进行数据传输通信、存储、显
示、内阻测试和告警参数设定。
采集维护模块：每个模块采集维护12节2V电池或6节
6V/12V电池；采集每节电池电压、内阻（手动或定期自动测
量）和负极温度（电池温度的最高点），对所负责的12节电
池中断电压低于设定浮充电压（长期欠充）电池进行阶段式补充充电。对过充电池进行单体阶段性放电，对落后电池进行在线脉冲活化。
监控平台：普通PC电脑，安装上位机软件（客户端），
实时进行监测报警分析。
上位机软件：实时显示监测数据、报警、数据存储、数
据分析、生成报告报表。
四、系统安装：
五、设备供电：主机采用AC220V±15% 50Hz供电，当市电中断时自动转为被测蓄电池组直流供电。
六、安全性设计：
●采用AC220V±15%,50Hz供电，当市电中断时自动转为蓄电池组直流供电；因为长
期使用被测电池电源，会导致电池因长期微小电流放电而加速劣化。
●和电池间连线都采用保险线，防止电池短路而引起火灾；
●装置带有软件和硬件“看门狗”，设备如有异常将进行自动保护；
●补偿充电模块采用固态开关，无拉弧、无明火；
●充电模块端有自动保护设计。
七、适用性设计：
模块化架构设计，可对整组任何电压24V/48V/110V/220V/380V/450V等级的阀控式铅酸电池或磷酸铁锂电池进行组合，模块化解决方案配置更加灵活。
八、安全告警：
告警内容：市电中断告警，总电压过高过低告警、单电压过高过低告警、温度过高告警、通信故障告警、容量过低告警、时间不足告警。
告警方式：现场声光告警（可消音）、上位机及监控端告警、手机短信告警（选配）九、组网方式：
某锂电池管理系统（BMS）项目 商业计划书 项目名称：某锂电池管理系统（BMS）项目商业计划书
【引言】 《某锂电池管理系统(BMS)项目商业计划书》充分地展示了公司的基本情况、产品与技术、行业及市场分析、竞争对手分析、商业模式、运营策略、公司战略、公司管理、融资计划、财务预测与分析、风险分析及控制等内容。该商业计划书无论是用于寻找战略合作伙伴、寻求风险投资资金或其他任何投资信贷来源均能够做到内容完整、意愿真诚、基于事实、结构清晰、通俗易懂。该商业计划书准确把握行业市场现状和发展趋势、项目商业模式、项目运营策略、公司战略规划、财务预测等基本内容，深度分析了项目的竞争优势、盈利能力、生存能力、发展潜力等，充分体现项目的投资价值。 【项目简介】 某锂电池管理系统(BMS)项目，项目提供动力锂电池系统全面管理解决方案，目前已形成新能源汽车动力电池管理系统和传统燃油汽车启停电源管理系统两大系列产品。拥有绝缘检测技术、继电器控制及诊断技术、均衡技术、SOC算法技术、SOP算法技术、其他算法技术等核心技术，本项目本轮融资1000万元，项目预计于2015年6月开始实施。
【市场行业分析】 根据中国汽车工业协会、工信部机动车整车出厂合格证统计数据分析，新能源汽车的产销量从2014年开始便体现出快速增长的势头。据中国汽车工业协会统计，2014年我国新能源汽车产销量分别为7.85万辆和7.48万辆，分别同比增长3.5倍和3.2倍;2015年6月，我国新能源汽车生产2.50万辆，同比增长3倍。其中，纯电动乘用车生产1.05万辆，同比增长2倍，插电式混合动力乘用车生产6663辆，同比增长7倍;纯电动商用车生产6218辆，同比增长5倍，插电式混合动力商用车生产1645辆，同比增长148%。 2012年全球电池管理系统(BMS)市场产值成长逾10%，2013年至2015年成长幅度将大幅跃升至25-35%。现阶段不论是整车厂、电池厂、还是相关车电零组件厂均投入电池管理系统(BMS)研发，以求掌握新能源汽车产业的关键技术，由于车厂是电池管理系统的使用
BOMS蓄电池在线监测及自动维护系统 正通BOMS 开创蓄电池免人工维护新时代！！！ 目前蓄电池组的维护主要由人工利用一些智能仪表、设备根据相关规范进行。而且有些维护工作费时费力还容易发生一些安全隐犯。且随着蓄电池组大面积广泛使用，人工维护显然不能满足实际需求，实际中由于蓄电池使用不当或维护不及时导致的安全事故在逐年增加。 无需繁琐的放电容量实验….
无需定期的端电压及温度测量…. 无需定期做均充…. 无需进行内阻检测…. 不用担心容量不足….. 不用担心火灾，爆炸…. 一、产品概述 蓄电池在线监测及自动维护装置集在线监测、异常告警、在线检测及自动维护四大功能于一身。可在线监测蓄电池组的状态及各项参数，及时发现落后电池，进行异常告警，并对电池组的健康状况进行系统评估，提供状态维护、检修建议。同时装置能在线对电池组进行自动维护，确保电池组浮充时保持电压均衡，使每节电池都始终处于最佳活性状态，能有效抑制并消除硫化。具体采用对低于设定浮充电压的单体电池进行阶段性补充充电，夯实单体电池容量的同时提高了蓄电池组的后备时间，并且保证了整组蓄电池中单体电池的电压、容量整体一致性，打破“水桶原理”即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。同时为日常维护中容量、性能试验提供一个“起点”一致的试验平台，提高了检测精度；此外，小电流脉冲还对落后电池的去硫有很好的效果。 本装置智能化程度高，可以实现在线自动监测、检测及维护，使蓄电池组中的每节单体电池保持最佳活性状态，提高了电池后备时间及运行寿命，及时发现落后电池并自动做相应的维护，极大的减少了人力、物力维护成本，有效的进行节能减排，为使用单位创造很好的经济效益和社会效益。 二、产品功能 1、在线监测功能： 实时监测的蓄电池组的：运行状态，总电压、总电流、、环境温度、单体电压、单体内阻、单体电池负极温度、软连接条压降、电压均衡度、电池组容量、放电可持续时间； 2、自动维护功能： 在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各单体电池电压，并针对低于设定浮充电压的电池（长期欠充）进行阶段性补充充电，并对过充电池进行单体放电以解除
电池管理系统(BMS)可根据起动能力对充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)进行快速、可靠的监测，以提供必要的信息。因此，BMS能够最大限度地降低因为电池意外失效而导致的汽车故障次数，从而尽可能地提升电池使用寿命和电池效率，并实现CO2减排功能。BMS的关键元件是智能电池传感器(IBS)，它可以测量电池的端电压、电流和温度，并计算出电池的状态。 电能管理系统 用来为起停系统供电的典型供电网络包含一个车身控制模块(BCM)、一个电池管理系统(BMS)、一个发电机和一个DC/DC转换器(见图1)。 BMS借助专用的负载管理算法为BCM提供电池状态信息，BCM通过对发电机和DC/DC转换器进行控制来稳定和管理供电网络。DC/DC转换器为汽车内部的各个用电部件分配电能。 通常，铅酸电池的BMS直接安装在电池夹上的智能连接器中。该连接器包括一个低阻值的分流电阻(通常在100μΩ范围内)和一个带有高度集成器件(具有准确测量和处理功能)的小型PCB，称为智能电池传感器(IBS, 见图2)。IBS即便是在最恶劣的条件下以及在整个使用寿命中都能以高分辨率和高精确度测量电池电压、电流和温度，从而正确预测电池的充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)。这些参数定期或根据要求通过已获汽车行业认证的车载网络传送至BCM。
除上述功能与参数性能外，对IBS提出的其它关键要求包括低功耗、能够在恶劣的汽车环境中(即EMC、ESD)工作、进行汽车OEM厂商验收的车载通信接口一致性测试(即LIN)、满足汽车等级测试限制(针对被测参数的6σ限制)，另外还需符合AEC-Q100标准要求。 电池监控 正如前一段中所提到的，IBS的主要用途是监控电池状态，并根据需要将状态变量传送至BCM或者其他ECU。将测量到的电池电流、电池电压和温度采样值作为电池监控输入。电池监控输出为SoC、SoH和SoF。 1. 充电状态(SoC) SoC的定义非常直观，通常以百分数的形式表示。完全充电的电池SoC为100%，完全放电的电池SoC为0%。SoC值随电池的充电和放电而改变。 This leads to formula (1), where Cr is the remaining (dischargeable) capacity of the battery and Ca is the total available battery capacity: 该值通过公式(1)计算，其中Cr代表电池的剩余(可放电)电量，Ca代表电池的可用总电量： 但是，常常会出现可用电池电量与电池的标称容量(通常标注在电池外壳上)不同的问题。对于一个新电池，它可能比标称容量更高，对于已经使用一段时间的电池来说，可用电量会降低。另一个问题是，实际可用电量很难根据IBS的输入值来确定。 因此，SoC通常用标称容量Cn来评定，它具有多项优点：
智能型锂电池管理系统（BMS） 产品简介 【系统功能与技术参数】 晖谱智能型电池管理系统（BMS），用于检测所有电池的电压、电池的环境温度、电池组总电流、电池的无损均衡控制、充电机的管理及各种告警信息的输出。特性功能如下： 1.自主研发的电池主动无损均衡专利技术 电池主动无损均衡模块与每个单体电芯之间均有连线，任何工作或静止状态均在对电池组进行主动均衡。均衡方式是通过一个均衡电源对单只电芯进行补充电，当某串联电池组中某一只单体电芯出现不平衡时对其进行单独充电，充电电流可达到5A，使其电压保持和其它电芯一致，从而弥补了电芯的不一致性缺陷，延长了电池组的使用时间和电芯的使用寿命，使电池组的能源利用率达到最优化。 2.模块化设计 整个系统采用了完全的模块化设计，每个模块管理16只电池和1路温度，且与主控制器间通过RS485进行连接。每个模块管理的电池数量可以从1～N（N≤16）只灵活设置，接线方式采用N＋1根；温度可根据需要设置成有或无。 3.触摸屏显示终端 中央主控制器与显示终端模块共同构成了控制与人机交互系统。显示终端使了带触摸按键的超大真彩色LCD屏，包括中文和英文两种操作菜单。实时显示和查看电池总电压、电池总电流、储备能量、单体电池最高电压、单体电池最低电压、电池组最高温度，电池工作的环境温度，均衡状态等。 4.报警功能 具有单只电芯低电压和总电池组低电压报警延时功能，客户可以根据自己的需求，在显示界面中选择0S～20S间的任意时间报警或亮灯。 5.完善的告警处理机制 在任何界面下告警信息都能以弹出式进行滚动显示。同时，还可以进入告警信息查询界面进行详细查询处理。 6.管理系统的设置 电池电压上限、下限报警设置，温度上限报警设置，电流上限报警设置，电压互差最大上限报警设置，SOC初始值设置，额定容量，电池自放电系数、充电机控制等。 7.超大的历史数据信息保存空间 自动按时间保存系统中出现的各类告警信息，包括电池的均衡记录。 8.外接信息输出 系统对外提供工业的CANBUS和RS485接口，同时向外提供各类告警信息的开关信号输出。 9.软件应用 根据需要整个系统可以提供PC管理软件，可以将管理系统的各类数据信息上载到电脑，进行报表的生成、图表的打印等。 10.参数标准 电压检测精度：0.5％ 电流检测精度：1％ 能量估算精度：5％
如何重新定义电动汽车电池管理系统 （BMS ）？ 来源：英飞凌公司 作者：Klaus & Bj?rn2013年12月13日 12:01 0 分享 订阅 [导读] 无论是简单的充电控制器还是复杂的控制单元，对于电池管理系统 （BMS ） 的需求都在迅速增长，尤其是电动汽车领域。除了传统的充电状态监控外，BMS 系统还必须遵守日益严格的安全法规，注重控制和待机功能、热管理和用于保护 OEM 车厂电池的加密算法。 关键词：电池管理处理器英飞凌电动汽车 随着电气化动力系统变得日益复杂，BMS 需要执行的功能增多，承受的负担之重前所未有。 无论是简单的充电控制器还是复杂的控制单元，对于电池管理系统 （BMS ） 的需求都在迅速增长，尤其是电动汽车领域。除了传统的充电状态监控外，BMS 系统还必须遵守日益严格的安全法规，注重控制和待机功能、热管理和用于保护 OEM 车厂电池的加密算法。未 来，甚至车辆控制单元 （VCU ） 的部件和功能也会与 BMS 相关联。 图1 配备所有相关部件的电动汽车电池管理系统 （BMS ）
未来，BMS 将在电动汽车领域发挥重要作用。然而 BMS 的各个子功能往往由 OEM车厂定制，会因系统配置不同而存在很大差异。因此，不可能制定出适用于每一个电动汽车制造商的完整的 BMS 要求列表。然而，电池管理系统处理的任务范围不断扩大，这一事实毋庸置疑。BMS 最常见的要求包括安全要求、控制和监控功能、待机功能、热管理、加密算法和预留可扩展接口增加新功能。 安全要求 在 ISO 26262 安全标准范围内，如 BMS 等特定的电气和电子系统将被归类为从 ASIL C 至 ASIL D 的高安全类别。与之对应的故障检测率至少为 97% 至 99%。电池系统中最危险的故障来源有：因电缆磨损或事故而导致车辆底盘出现高电压漏电而未被发现；各种引起高电压电池起火或爆炸的原因：例如对电池过度充电（例如在公用电网上或因停电恢复引起）、电池过早老化（例如爆炸性气体泄漏）、液体进入和短路（例如因雨水引起）、滥用（例如维修不当）和热管理错误（例如冷却失效）等。 在安全方面，主开关（主继电器）在避免与高电压相关的事故中起到了重要的作用，它可确保 BMS 电子系统能够作出充分的故障反应。发生故障时，BMS 模块会在适当的故障反应时间内断开开关（例如 10ms 以内）。非关键故障安全条件的特征通常是：如果 BMS 微控制器（MCU）失效，甚至在控制器逻辑完全失效的情况下，独立的外部安全元件（例如窗口看门狗）仍可确保主开关继电器可靠地打开逆变器（正/负）的两个高电压触点。BMS 系统中还集成了其他安全功能，包括漏电电流监控和主开关继电器监控。 控制和监控功能： 其他 BMS 功能包括对电动汽车中昂贵的高电压电池的监控、保养和维护。BMS 控制和监控功能来源于安装于电池包中的电子平衡单元。管理各个电池组内（battery slave pack）的平衡，同时精确地感测各个单电池的电压。平衡芯片通常可管理多达 12 个单电池组成的群组。相关数量的电池群组串联后可产生高达数百伏的高中间电路电压以供逆变器控制之用，这是电动汽车的逆变器电驱动所必需的。 位于主开关对所有高电压电池的总电流的测量，以及从芯片对各个单电池电压的单电池精确同步监控，BMS 可使用特定算法（例如，基于电池化学 Matlab Simulink 模型）评估充电状态及健康状态等电池参数。BMS 通常不会安装在非常靠近高电压电池的位置，但是通常会通过冗余的流电去耦总线系统（比如 CAN 或其他适合的差分总线）与电子平衡从动元件相连接。它由汽车电压（12 伏电池）供电，因此可通过现有的网络架构与现有的控制单元群组结合使用，无需进一步的流电去耦措施。最后，它还改善了安全性，因为它让 BMS 能够在高电压电池发生机构或化学缺陷时确保功能正常并且安全地断开主开关。 随着电池专用的化学/电气算法日益复杂，预计 BMS 将需要使用拥有 2.5MB 至 4MB 闪存和强大的多核处理器架构的 AURIX 等微控制器（MCU）。这种组合可以保证有足够的内存用于全面校准参数并提供足够的计算能力（图 2）。
新能源汽车动力电池及其管理系统试卷A 汽运19-301（26人） 一、【单选题】(每题2分共20分) 【单选题】 1、可逆电池的定义是：外接电源电压（A）电池装置电动势。（2分） A.大于 B.等于 C.小于 D.不一定 【单选题】 2、以下电池中不作为电动汽车动力电池的是（D）。（2分） A.铅酸电池 B.锂离子电池 C.镍氢电池 D.锌银电池 【单选题】 3、关于蓄电池的检测，下列说法正确的是（D）。（2分） A.外观检查时，只检查蓄电池接线柱、电缆和托架固定架是否有腐蚀即可。 B.外观检查时，只检查蓄电池周围无漏液，壳体和桩柱无破损裂纹即可。 C.用万用表检测蓄电池电压，只要在12.6V以上就一定可以用。 D.万用表检测的蓄电池端电压，只能作为检测的参考因素。 【单选题】 4、（B）电池性能比较高，可以快速充电、高功率放电、能量密度高，且循环寿命长，但高温下安全性能差。（2分） A.镍氢电池 B.锂离子电池 C.铅酸电池 D.锌银电池 【单选题】 5、动力电池包衰减诊断故障代码在下列（B）情况下可能出现。（2分） A.电池组已经退化到需要进行更换 B.电池组已经退化到只有原电池容量的20%左右 C.车辆的动力电池包电压为0伏 D.这些诊断故障代码是根据汽车的行驶里程设定的 【单选题】 6、动力电池的能量储存与输出都需要模块来进行管理，即动力电池能量管理模块，也称为动力电池管理系统，或动力电池能量管理系统，简称(C) 。（2分） A.BBC B.ABS C.BMS D.EPS 【单选题】 7、集中式动力电池管理系统的特征是（D）。（2分） A.电池管理系统与电池包分开 B.电池信息采集器与电池管理控制器分开 C.电池信息采集器与电池模组分开 D.信息采集器和管理器集合在一起
动力电池管理系统硬件设计电路图 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。
智能电池管理系统简介 中颖电子股份有限公司高级工程师张朋翔 概述 锂离子电池研究始于20世纪80年代，1991年由索尼公司首先推出了民用产品。由于具备能量密度高、体积小、无记忆效应、循环寿命高、自放电率低等诸多优点，锂离子电池目前广泛应用于手机、MP3、笔记本电脑、相机等各种便携式设备。尤其在笔记本供电方面，其优异的高能量优势更是发挥得淋漓尽致。 但是由于能量密度高及特有的化学特性，锂离子电池的安全性和稳定性方面亦存在隐患，如过高温和过充可能会燃烧甚至导致爆炸，过放电可能造成电池本身的损坏。近年来，连续出现的笔记本电脑电池爆炸燃烧事故，导致了全球性的大批量电池召回现象，给生产厂家带来了巨大的经济损失。 为保证电池使用的安全性，在提高电池本身材料性能及加强工艺控制的同时，智能电池管理系统也成为锂离子电池应用研究的重中之重。 智能电池管理系统简介 锂离子电池发展初期，电池管理系统一般只具有检测电池组电压、温度、电流及简单保护等功能。随着锂离子电池应用范围越来越广，应用方式越来越多，对锂离子电池管理系统的要求也越来越高。 智能电池管理系统一般具有如下几个功能：电池组参数采集、剩余电量计算、电池组故障保护、电芯均衡、通信等。
● 电池组参数采集 电池组参数采集主要包括电池组中单体电池电压、系统电流、系统温度的采集，该参数可用于判定电池的剩余电量、故障保护等。 锂离子电池的电压最能体现电池的性能状态，既可以用于过充、过放等故障保护，也可以用于初步估计锂离子电池的剩余电量。系统电流可用于判断是否出现过放或过流，还可以通过对电流与时间的积分，估计电池的剩余电量等。系统温度主要用于防止电池组温度过高，发生安全事故，并对剩余容量计算进行补偿。 电池管理系统的所有算法及保护都是以采集到的电池参数为基础的，因此必须保证数据的精确度。 ● 剩余电量预测 剩余电量是反映电池性能的重要参数，也是主机进行充电、放电的判断依据。剩余电量的准确估算可以保护电池，防止过充、过放的发生，便于客户做出合理的时间安排。当前，剩余电量的检测方式主要有开路电压法、库仑积分法、内阻法、卡尔曼滤波法、混合法等。 开路电压法是目前最简单的方法，根据电池的特性得知，在电池容量与开路电压之间存在一定的函数关系，当得知开路电压时，可以初步估算电池的剩余电量。该方法精度不高，且只适用于静态检测，无法直接用于真实应用。 内阻法利用电池内阻和剩余电量的对应关系，来判定系统的剩余电量。由于锂离子电池组的内阻随工作状态变化明显，不同特性的电芯之间也有差异，该方法的重点是如何能够快速得到当前应用条件下电芯的内阻。如果可以快速进行内阻的自我测量，则可以得到相对准确的剩余容量。 库仑积分法是通过计算电池组电流与时间的积分，计算锂离子电池组充入和放出的电量，再与电池的额定电量比较，从而得出当前的剩余电量。该方法简单、稳定，但必须对电流测量非常准确，否则会出现积累误差。另外，锂离子电池的自放电以及在低温和大电流下其放电效率会变低，都会进一步降低了剩余电量的检测精度。库仑积分法必须定期进行校正。 卡尔曼滤波法是指采用卡尔曼滤波算法，综合考虑电池组循环变化、电池老化、温度等影响，进而得到精准的剩余电量。该算法相对而言最精准，但是算法复杂，又需要足够的实验数据，暂未得到具体的应用。 混合法是指通过内阻法/开路电压法与库仑积分法相结合的方式，通过开路电压法/内阻法的定期校正，使用库仑积分法得到精准的剩余电量。该方法是目前使用最广泛的方式。 ● 电池组故障保护
1.ABMS-EV系列电池管理系统 概述： ABMS-EV系列锂电池管理系统应用于纯电动大巴、混合动力大巴、纯电动汽车、混合动力汽车。采用层级设计，严格执行汽车相关标准，硬件平台全部采用汽车等级零部件，软件符合汽车编程规范。 2、ABMS-EV01电池管理系统： 2.1)概述： ABMS-EV01系列锂电池管理系统主要用于低速电动车，物流车，环卫车等，采用一体化设计，集电池电压温度检测，SOC估算，绝缘检测，均衡管理，保护，整车通信，充电机通信，及交流充电桩接口检测为一体，结构紧凑，功能完善。 2.2) 选型号说明： 2.3)技术参数： 2.4)产品外观：
3、ABMS-EV02电池管理系统： 3.1)概述： ABMS-EV02系列锂电池管理系统主要用于电动叉车，电动搬运车等快速充放电场合，采用一体化设计，集电池电压温度检测与保护，SOC估算，均衡管理，通信等功能。 3.2) 选型号说明： 3.3)技术参数：
3.4)产品外观：
4、ABMS-EV03电池管理系统： 4.1)概述： ABMS-EV03系列锂电池管理系统主要用于电动叉车，电动搬运车等需要快速充放电场合，采用一体化设计，集电池电压温度检测，SOC估算，均衡管理，保护，通信，LED电量指示，制热，制冷管理，双电源回路设计，充电机，车载电源独立供电。 4.2) 选型号说明：
4.3)技术参数： 4.4)产品外观： 5、ABMS-EK01电池管理系统：
5.1)概述： ABMS-EK01系列锂电池管理系统主要用于电动自行车，电动摩托车等，采用软硬件多重冗余保护等，充电MOS控制，放电继电器控制，实现慢充快放，一体化设计，集电池检测，SOC估算，保护，通信为一体。 5.2)选型说明： 5.3)技术参数:
BMS硬件技术要求 MA/SIR X.X.X 编制 审核 会签 批准
1. 产品技术要求 硬件选型要求 BMS 的主控单元微处理器必须满足如下的性能要求： 序号项目主板MCU性能要求 1 处理器类型16位汽车级芯片 2处理器总线时钟频率≥80MHz 3Internal RAM（随机读写存储器）≥64Kbyte 4Flash（存储器）≥1Mbyte 5EEPROM (电可擦除读写存储器)≥4Kbyte 电池管理系统关键元器件要求采用汽车级产品并满足汽车电子相应的测试标准。 环境要求 相对湿度15% ～90%RH； 海拔高度-100～5000m； 气压范围56.9～106.3kPa； 工作环境温度范围为－40℃～＋85℃。 序号项目主板MCU性能要求 1 相对湿度15% ～90%RH 2海拔高度-100～5000m 3气压范围56.9～106.3kPa 4工作环境温度－40℃～＋85℃ 电源管理要求 1.3.1 基本功能要求 N o. 序 Cont ents 目录 Description 描述 R&D Requirements 设计要求 Remar ks 说明
1.3.2 供电要求 1).BMS应支持6V-32V常火供电，工作模式下功耗（不含外部继电器）不超过 0.5A@12V，系统应用仅支持12V系统； 2).BMS应支持12V/24V（±15%）A+供电； 3).BMS应支持钥匙信号唤醒、VCU信号唤醒、A+信号唤醒、CC唤醒、预留定时唤醒、CAN唤醒，并预留1路硬线唤醒，内部应具备唤醒源识别功能；在无唤醒信号的情况下进入休眠模式，功耗要求不高于1mA。CC在线不充电状态系统进行低功耗模式，功耗要求不高于5mA。 4).在汽车启动电池出现馈电异常情况时，BMS内部供电电路应避免出现充电系统相关接口（A+或CP）向汽车启动电池补电而导致硬件损坏的风险； 5).在供电系统9V-16V范围内，BMS的所有功能模块应能正常工作； 6).在供电系统6V-9V范围内，BMS的对外通讯功能正常工作，能判断电源欠压状态； 7).在供电系统16V-32V范围内，BMS的对外通讯功能正常工作，且能正常检测充电连接信号和电源过压状态，12V系统应用时为保护外部高压继电器，在24V A+供电时BMS 应进入保护状态，严禁常火24V系统应用环境；
智能锂电池充电管理方案(1) 2012-07-30 21:59:37 来源:21ic 关键字：智能锂电池充电管理 1 引言 锂离子电池是上世纪九十年代发展起来的一种新型二次电池。由于锂离子电池具有能量密度高和循环寿命长等一系列的优点，因此很快在便携式电子设备中获得广泛应用，也获得了锂电池生产商的青睐。 锂离子电池主要由正极活性材料，易燃有机电解液和碳负极等构成。因此，锂离子电池的安全性主要是由这些组件间的化学反应引起。 在使用中，根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应低于4.2 V，绝对不能过充，否则会因正极锂离子拿走太多，产生危险。其充放电要求较高，一般应采用专门的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电，当恒压充电至0.1 A 以下时，应停止充电。 锂电池的放电由于内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则，电池寿命会缩短，因此在放电时需要严格控制放电终止电压。 因此，设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的。本文介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统适用于锂离子/镍氢/铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监测等，采用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术，是功能强大、技术指标完善的动力电池充电管理系统。 2 系统构成与设计 充电系统主要由n 个(可扩充)充电模块和上位PC 机监控软件组成。支持充电过程编程，可按恒流充电、恒压充电等多种工况进行相应组合设置工作步骤，除了具有硬件过压过流保护，还允许用户定义每个通道的过电压、过电流等参数值，具备数据采集、存储、通讯及分析功能，具有掉电保护功能，不丢失数据。另外还配置锂电池管理系统，它主要由充电机、主控单元、数采单元和人机界面组成，硬件组成框图如图1 所示。
SL1091A BMS BMS BMS SOC BMS BMS BMS BMS BMS
? BMS ? ? BMS ? SOC SOH ? ? ? BMS HiL HiL Scienlab BMS HiL 1 Gbps HiL BMS ± 1 mV ± 2 μA BMS 80 μs 1 MHz
BMS BMS BMS BMS CAN BMS BMS SOC SOH
BMS BMS // PE 1 KV BMS
BMS BMS ? ? ? ? / ? ? BMS SOC SOH SOF ? SOC ? SOH ? SOF ? ? ? ? ? ? / SOC ? ? ? ? ? ? ? ? Pt50Pt100 ? ? ? ? ? ? ? ? / CAN ? ? ? ? dSpace National Instruments ? ? ? ? CAN ? ? ? HiL
0 ... 8 V <1 mV ± 5 A± 10 A ± 40 W± 80 W (3 V –> 5 V)< -80 μs 1 kV PE ±10 mA ±2 μA + 0.05% ±5 A ±1 mA + 0.05% RTD Pt100Pt500Pt1000Ni KTY 1 kV PE 0 … 5 kΩ 0.1 Ω ±0.1 Ω ± 0.1% ±100 mV ±10 μV ±0.1% 1 kV PE 1 kΩ … 100 MΩ 1 kΩ … 1 MΩ 1% 1 MΩ … 100 MΩ 2% 1 kV PE 0 … 650 V 24 V / /PWM HiL EtherCAT 1 kHz CAN BMS BMS
关于加强免维护铅酸蓄电池管理的规定根据我集团公司各单位铅酸电池使用现状，为保证电站阀控式密封铅酸蓄电池及其高频开关电源(以下简称直流设备)保持良好的运行状态，延长使用寿命，保证余热电站直流母线保持合格电压和蓄电池的放电容量，结合富平公司余热电站电池失效事故教训，特做如下规定： 1、本规定适应浮充电运行余热电站直流系统、总降压站及高压电气室操作电源系统、UPS电源电池。不适应按照充电放电循环运行的电池系统。 2、新安装要求 2.1直流设备通风应良好，运行环境温度应保持在5℃～35℃，安装地点应装设温度调节装置。 2.2蓄电池采用串联接线，蓄电池之间应保持2cm以上距离，若电池安装在柜内，上下层之间距离不应小于15cm。蓄电池应保持清洁，极板、极柱接触应良好，连接螺丝应牢固，不得有放电现象。 3. 新蓄电池验收项目及标准 3.1检查蓄电池容量。对电池组进行三次充放电试验，放电终止电压根据制造厂的规定，其中一只蓄电池防到了终止电压，应停止放电。在三次充放电循环之内，若达不到额定容量值的100％，此组蓄电池不合格。 3.2测量电池的绝缘电阻。220V电池组的绝缘电阻不小于0.2MΩ。
3.3测量充电设备的稳流精度不大于±(0.5%-1%),稳压精度不大于±(0.1%-0.5%),及直流母线纹波系数不大于(0.2%-0.51%)。 3.4测量每只电池端电压符合厂家规定。 3.5检查厂方提供的安全阀开启闭合试验报告，闭阀压力应在1kPa～10kPa范围内，开阀压力应在10kPa～49kPa范围内。 4 运行维护要求 4.1为提高蓄电池的使用寿命，要做好初充电。 (1)全部更换电池组，一般要求生产厂家进行初次充电 (2)厂家不能到场，按照电池说明书要求充放电。 （3）一般初次充电的操作流程为：恒流限压充电→恒压充电→浮充电→恒压充电→浮充电。即均充→浮充→均充→浮充。第一次浮充时间不得低于8小时，均充状态检查各电池电压偏差不得大于0.05V。（4）初次充电后必须进行最少三次充放电活化电池。 4.2蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，浮充电电压宜控制在(2.24)V×N，均衡充电电压宜控制在(2.30-2.35)V×N。12V电池，N=6。 4.3运行中主要监视蓄电池组的端电压值，浮充电流值，每只蓄电池的电压值，蓄电池组及直流母线的对地电阻值和绝缘状况。 4.4蓄电池一般每个月进行一次补充充电，充电装置应自动或手动进行一次恒流限压充电→恒压充电→浮充电，即均充→浮充。长期未均充电池先用低于或等于I10电流放电20-30%电量后，再均充→浮充，活化电池。再使蓄电池组随时具有满容量，确保运行安全可靠。
摘要 本文主要介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统适用于锂离子、镍氢、铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监测等，采用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术，是功能强大、技术指标完善的动力电池充电管理系统[ 1]。 关键词：智能化锂电池恒流恒压充电系统SMBus1.1 引言 随着社会经济的迅速发展，移动电话、数码相机、笔记本电脑等便携式电子产品的普及，消费者对电池电能要求日渐提高；人们希望在获得大容量电能的同时, 能够尽量减轻重量, 提高整个电源系统的使用效率和寿命。锂电池作为上世纪九十年代发展起来的一种新型电池[ 2], 因具有能量密度高、性能稳定、安全可靠和循环寿命长等一系列的优点，很快在便携式电子设备中获得广泛应用，更获得了广大消费者的青睐。由此可见，设计一套高精度锂电池充电管理系统对于锂电池应用至关重要。 1 锂电池充放电原理 锂电池主要由正极活性材料、易燃有机电解液和碳负极等组件构成[ 3]。因此，锂电池的安全性能主要是由这些组件间的化学反应所决定的。 根据锂电池的结构特性，锂电池的最高充电电压应低于4.2 V[ 4]，不能过充，否则会因正极锂离子拿走太多，发生危险。其充放电要求较高，一般采用专门的恒流恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电状态，当恒压充电至0.1 A以下时[ 5]，应立即停止充电。 锂电池的放电由于内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极[ 6]，以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则电池寿命会缩短，因此在放电时需要严格控制放电终止电压。
基于SH366000的智能电池管理系统 中颖电子股份有限公司高级工程师张朋翔 摘要：本文结合中颖电子的智能电池管理芯片SH366000，围绕着锂离子电池安全和有效利用的目标，对信息采集、充电方式、SOC估算、安全保护、电芯均衡、人机接口、低功耗设计等方面的实现策略进行了比较与分析，总结了现有智能电池管理系统的不足，对未来的发展方向进行了展望。 关键词：锂离子电池、智能电池管理系统、SH366000、充电管理、电池平衡、电池保护 中图分类号：TM912.6 文献标识码：A Smart Battery System Based on SH366000 Abstract：On the basis of the Li-ion battery of safety and effective use, We analyzed t he existing solution of Signal sample、Charge mode、SOC estimate、Safety protection、Cell balance、Man-machine interface、Low power design etc，summarized its disadvant age， and predicted the develop direction of the future. Key Word：Li-ion Battery、Smart Battery System、SH366000、Charge Management、Ce ll Balance、 Battery Protection 概述 锂离子电池研究始于20世纪80年代，1991年由索尼公司首先推出了民用产品。由于具备能量密度高、体积小、无记忆效应、循环寿命高、自放电率低等诸多优点，锂离子电池目前广泛应用于手机、MP3、笔记本电脑、相机等各种便携式设备。尤其在笔记本供电方面，其优异的高能量优势更是发挥得淋漓尽致。 但是由于能量密度高及特有的化学特性，锂离子电池的安全性和稳定性方面亦存在隐患，如过高温和过充可能会燃烧甚至导致爆炸，过放电可能造成电池本身的损坏。近年来，连续出现的笔记本电脑电池爆炸燃烧事故，导致了全球性的大批量电池召回现象，给生产厂家带来了巨大的经济损失。 为保证电池使用的安全性，在提高电池本身材料性能及加强工艺控制的同时，智能电池管理系统也成为锂离子电池应用研究的重中之重。 本文将结合中颖电子股份有限公司的锂离子电池管理与保护芯片SH366000，对智能电池管理系统中的关键技术进行阐述。 智能电池管理系统
Vol.33 No.4 2013.4 船电技术|应用研究 37 动力锂离子电池智能管理系统 数据采集单元设计 张华锋1，廖菲2，管道安1，彭元亭1 (1. 武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064 ；2. 武汉电信网络监控部， 武汉 430030) 摘 要：分析了锂电池各运行参数的特点，设计了一种用于锂电池智能管理系统的数据采集方法，通过改进的测量方法实时测量锂电池组的单体电池电压、温度及充放电电流，并通过CAN 总线传至上层节点，为锂电池的智能管理提供现场数据。着重介绍了该数采单元的设计原理以及软硬件设计。 关键词：锂离子电池 数据采集 CAN 总线 智能管理系统 中图分类号：TP302.1 文献标识码：A 文章编号：1003-4862（2013）04-0037-03 The Design of Data Acquisition System for SMBS Based on CAN Bus Zhang Huafeng 1 , Liao Fei 2 , Guan Dao’an 1，Peng Yuanting 1 （1.Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, CSIC , Wuhan 430064 , China; 2. Chinatelecom Wuhan Branch, Wuhan 430030, China ） Abstract: This paper analyzes the characteristics of working parameters for lithium ion batteries, and designs a kind of data acquisition method for SMBS. It provides field data acquisition for the intelligent management system of lithium ion batteries by measuring the voltage and temperature of single cell, charge current and discharge current in real time, and transmits data upward with CAN bus. It introduces the principles, hardware and software design of data acquisition in detail ． Keywords: lithium ion battery; data acquisition; CAN Bus; intelligent management system 1 引言 锂离子电池由于具有电压高、能量密度高、无 “记忆效应”、放电曲线平缓，绿色环保等优点逐步 在动力电池方面获得应用。锂电池过充、过放电、短路、温度、单体电压不一致性等都会对使用效率、使用寿命及使用安全产生影响。因此，获得锂电池的运行参数从而对其进行实时监控是非常必要的。 在研制的锂电池智能管理系统中，通过实时测量锂电池组的单体电池电压、单体电池温度、及充放电电流，实现对锂电池组运行参数的实时监测，并通过总线将数据传至上层节点进行分析处理，据此对锂电池系统进行相关控制，实现锂电池系统的高效，高寿命运行。本文重点对锂电池智能管理系 收稿日期：2012-08-24 作者简介：张华锋（1979－），男，工程师。研究方向：化学电源测控技术及船舶电力推进系统监控技术。 统的数据采集方法进行研究，通过CAN(Controller Area Network)总线为锂电池智能管理系统实时提供电池各运行参数。 2 电池运行参数测量 2.1 单体电池电压测量 单节锂电池电压较低，很多场合需要串联使用，而电池组的性能取决于最差的那节电池。因此 测量串联电池组单节电池的电压成为必要而又关键的技术。 共模测量[1]和差模测量是测量串联电池组各节电池电压的两种方法。当串联电池数较多而且对测量精度要求较高时，只能采用差模测量。由于两个测量端存在较高的共模电压，所以不能采用模拟开 关选通，也不能直接测量。工业上广泛采用机械继 电器实现多路电压选通，通过隔离放大器隔离共模电压；这种方法在使用寿命，精度，抗干扰等方面
应用天地 A PPL ICA TION NO TES 智能型的铅酸蓄电池管理系统 ■华侨大学 钱江凌朝东 摘 要铅酸蓄电池产业是21世纪最有发展前途和应用前景的新型绿色能源体系。本文以MB95F136为核心,设计了一种高精度、低价位的智能型铅酸蓄电池管理系统,实现了对铅酸蓄电池温度、电量、状态的实时监测,并通过输出控制信号实现铅酸蓄电池的自我保护。该系统还可以通过“自动更改”记录电池内部参数的变化,从而有效地适应因使用而对蓄电池电量产生的影响,能准确地计算出蓄电池的电量。 关键词铅酸蓄电池 MB95F136 智能功率模块 引 言 铅酸蓄电池行业与电力、交通、信息等产业发展息息相关,在汽车、叉车等运输工具和大型不间断供电电源系统中处于控制地位,是社会生产经营活动和人类生活中不可或缺的。我国蓄电池行业规模相当庞大,应用也非常广泛,鉴于铅酸蓄电池的使用不当带来的问题(如硫化、容量减小、使用寿命缩短等),实现蓄电池的智能化管理显得非常必要,而国内目前应用于该领域的嵌入式系统产品很 少。本设计利用8位微控制器MB95F136来实现对铅酸蓄电池的智能管理,包括电池的充放电监测控制、电池容量检测及显示与报警等,从而有效地实现对铅酸蓄电池系统的智能化管理,提高了蓄电池的使用寿命,降低了维护成本。 1 系统概述 本设计充分利用MB95F136的特点实现对蓄电池电压、电流及温度的实时在线监测。智能控制系统的充放电过程,可以显示蓄电池的电量,对不正确的、或对电池寿命有较大损害的使用状况予以控制和报警提示,可以在电池需要充电时提醒用户及时充电或者切换备用电源 ,防止过充过放等。为实现对铅酸蓄电池的智能化管理,系统通过实时对蓄电池的动态参数进行自动修正来获得准确的计算依据,从而计算出准确的电量和蓄电池的状态信息,并取得蓄电池的充电参数。 本文设计的蓄电池管理系统主要有以下几个功能: ①实时监测蓄电池的温度,通过温度及其他参数来计算蓄电池的充放电参数,避免因使用不当或蓄电池温度过高等因素缩短蓄电池的寿命。 ②实时监测蓄电池的端电压和电流,若发现电池容量小于警戒阈值,即提醒充电或自动切换备用电池。 ③能通过对参数的分析计算出蓄电池的剩余容量,并通过数码管实时显示出来。 ④系统能够自动修正蓄电池的内部参数来适应因使用给蓄电池带来的一些变化,还能通过控制充放电电路获得更好的充电效果。 本系统结构如图1所示。 图1 系统结构框图 2 系统硬件设计 2.1 系统控制核心 本系统在设计上采用F2MC28FX系列单片机MB95F136作为系统的控制核心。MB95F136在系统中不仅要实时监测蓄电池的电流、电压、温度等参数以及系统运行状态,还必须根据所采集到的数据进行处理,并对充电控制模块输出控制信号以实现对蓄电池系统的智能管理;同时,还负责实现按键控制和系统状态输出显示。Fujit su公司的MB95F136采用的是0.35μm低漏电工艺技术,掩膜产品可以在1.8V和1μA的低耗电工作模式