第28卷 第8期2007年8月
仪器仪表学报
Chinese Journal of Scientific I nstru ment
Vol 128No 18Aug .2007
收稿日期:2007201 Received Data:2007201
3基金项目:国家863计划(2005AA501710)资助项目
电动汽车锂离子电池能量管理系统研究
3
李顶根
1,2
,李竟成2,李建林
2
(1华中科技大学能源与动力工程学院 武汉 430074;
2万向电动汽车有限公司 杭州 311215)
摘 要:为了给电动汽车提供良好的动力来源并保证安全可靠,根据万向纯电动汽车所用的锂离子动力电池的特性,提出了电池能量管理系统的总体设计方案。根据电池组使用要求,对管理系统进行了上位机与监控模块的硬件、软件设计;针对电池均衡的需要,提出了充电均衡控制策略;对电池配组进行了介绍,并提出了一种在工程上可行的电池配组方案。经实际调试和使用,该管理系统在纯电动汽车锂离子动力电池能量管理方面取得了良好效果。关键词:电动汽车;锂电池;能量管理;均衡;配组
中图分类号:T M 911 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:530.4130
Research of electric vehicle L i 2i on battery energy manage ment system
L i D inggen
1,2
,L i J ingcheng 2,L i J ianlin
2
(1I nstitute of Energy and Power Engineering,Huazhong University of Science and Technol ogy,W uhan 430074,China;
2W anxiang Electric Vehicle Co .,LT D,Hangzhou 311215,China )Abstract:T o p r ovide good power s ource f or electric vehicles and ensure their safety and reliability,a battery energy manage ment syste m was designed based on the characteristic of the L i 2i on battery equi pped on W anxiang electric ve 2hicle .The hard ware and s oft w are of host computer and monit or module were designed based on the usage require 2ment of the battery packs .A i m ing at the equalizati on require ment of the battery,the charge equalizati on contr ol strategy was p r oposed .The battery matched gr oup is intr oduced and a reas onable battery matched gr oup sche me was br ought f or ward .Thr ough p ractical test and app licati on,the L i 2i on battery energy manage ment syste m achieves good effects on pure electric vehicles .
Key words:electric vehicle;L i 2i on battery;energy manage ment;equalizati on;matched gr oup
1 引 言
为解决汽车发展所带来的对石油资源需求的激增和对环保的负面影响,国内已经掀起研制各种电动汽车的热潮。万向电动汽车有限公司所开发的纯电动汽车全部采用锂离子动力电池,锂离子动力电池具有较高的比能量密度与比功率,大大降低了车载电池组的重量。电池作为电动汽车的主要能量存储系统,从性价比角度看,电池目前仍然是电动汽车商业化发展的瓶颈。为安全高效地使用电池,研制与电池
配套使用的电池能量管理系统意义十分重要
[122]
。万向电动
汽车采用的是120Ah 聚合物锂离子动力电池,该电池的外形如图1所示,性能参数如表1
所示。
图1 WXE V 120Ah 型聚合物锂离子动力电池
Fig .1WXE V 120Ah poly mer L i 2i on power battery
第8期李顶根等:电动汽车锂离子电池能量管理系统研究1523
表1 W XEV120型聚合物锂离子动力电池性能参数
Table1Performance spec i f i ca ti on s for W XEV120AH
poly m er L i2i on power ba ttery
主要参数性能指标
外形尺寸(L×W×H)/mm155×55×245
重量/kg 3.5
容量/Ah120
质量能量密度/(W h?kg-1)132
质量功率密度/(W?kg-1)268
体积能量密度/(W h?L-1)221
体积功率密度/(W?L-1)449
80%DOD循环寿命/(年?次-1)2/500
工作环境温度/℃-30/65
2 电池能量管理系统设计
万向纯电动轿车车载动力电池组采用84块单体电池串联而成,为了保证整个电池组在使用过程中每个单体电池基本均衡,如图2所示,总体控制采用分布式控制系统方案:每个单体电池B
n
配置一个监控模块I C B,所有的I C B、DC2DC 直流变换器I CS,负责单体电池温度与电压的采集、均衡电流控制、发送与接收上位机信号;整个电池管理系统配置一个上位机MC模块,实现整个电池管理系统的控制策略、与下位机的通信控制,并把下位机发送过来的信号整合后通过C AN通信把相关参数、报警信号发送到整车C AN 网络上。
图2 电池管理系统控制结构框图
Fig.2Contr ol structure of the battery manage ment syste m 2.1 系统硬件设计
整个系统分为上位机、电池监控模块与充电均衡模块3个部分。监控模块采集单体电池电压、温度。并将数据传送至上位机;上位机收集来自下位机的数据,比较分析后作出对应决策,同时,采集电池组总电流与总电压,每隔1s给整车CAN网络输出电池组内最高电池电压与编号、最低电池电压与编号、总电流、总电压,随机输出过温报警信号、过压与欠压报警信号、通信中断报警信号。上位机模块与各单体电池的监控模块之间通过RS485通信实现信息交流;上位机模块通过CAN总线接口,实现与其他系统的数据共享。
下位机使用微处理芯片MCU实现,对MCU必须具备以下硬件接口:2个A/D端口,实现电压、温度的采集。1个RS232口,实现与上位机的数据通信。1个硬件编址口。均衡模块控制及状态显示要使用多个I/O端口。考虑MCU抗干扰性的性能、价格、供货,选择了美国微芯公司P I C16F870单片机,其功耗也小。均衡功能使用了高效的DC2DC功率转换模块,有智能控制功能。监控模块硬件设计原理图如图3所示。
图3 监控模块原理图
Fig.3Sche matic diagra m of the monit or module
1524
仪 器 仪 表 学 报第28卷 控制芯片的AD采样电压基准由稳压二极管D1提
供2.5V电压,稳压精度为0.5%,单体电池电压范围一
般为2.5～4.25V,经过R
1与R
2
串联分压后,输入到单
片机AN0端口,进行AD采样,R
1与R
2
为1kΩ的阻值,
精度为0.1%,单片机AD采用精度为10位,精度约为0. 1%,这样,保证了单体电池电压的AD采样精度控制在0.7%,计算方法为:n=1-(1-0.5%)×(1-0.1%)×(1-0.1%)=0.7%。因此可能存在单体电池电压测量的绝对误差小于0.03V。从前面的计算中可以看出,影响电压测量精度的主要因素是电压基准的精度,即稳压二极管的精度,选用LM38522.5的稳压二极管主要是从产品的成本与满足产品性能要求的前提下进行考虑的,如果需要进一步提高电压测量的精度,可以选用精度更高的电压基准芯片。
单体电池温度的测量通过温度传感器L M35进行检测。温度传感器L M35的测量精度为10V/℃,传感器输出的电压直接输入到单片机AN1口,进行AD采样,温度传感器在室温的情况下,测量的绝对误差小于1/4℃。根据电池的正常使用要求(温度低于84℃),因此在AD采样的10位数据中高两位总是为0,实际有效的数据只有8位。
八位单体电池编码线路对应单片机上RB0～RB7八个I/O接口,编码电路采用10kΩ的9端口的排阻进行弱上拉,通过对8位编码地址进行编码,可以得到每个单体电池的编号。监控模块的485通信端口为单片机的17、18引脚,通过光电隔离器件PC817进行隔离。485通信控制芯片为MAX1487(或3082),其电源通过4芯通信电缆线上取电;P I C单片机与其余器件的电源通过DC2 DC与通信电源进行隔离。
上位机MC模块使用的是P I C18F258单片机,功耗小,内部资源丰富,可以满足系统的各项功能。利用该芯片自带有的CAN通信控制器,扩展了CAN总线接口, CAN通信速率为500Kbp s。CAN总线发送数据共有3类:正常数据(点名发送方式)、报警数据(随机发送)、电池包数据(发送间隔为1s)。数据域的数据发送从第1字开始,再发送第2、3字,第4字最后;每字中先发低字节,后发高字节。正常数据发送一次连续发送84节电池数据。电池组在车上正常使用时,一般处于空闲状态不发送;在充电或者车载检测电池状态时才发送84节电池数据。点名的命令为11位标准远程帧,帧号为0xCA0, 11位标识符,高8位为0xCA,低3位为000B(二进制数)。报警数据随机发送,为11位标准数据帧,帧号为0xCA1。电池包数据发送间隔为1s,帧号为0xCA2,电池包数据含一组中电压最高和电压最低的电池信息。各种类型数据的数据域格均为4个字,如正常数据的数据域格式如表2所示。
表2 正常发送数据的数据域格式
Table2Da t a f i eld for ma t of the nor ma l tran s m issi on da t a 第1字
低字节高字节
第2字
低字节高字节
第3字
低字节高字节
第4字
低字节高字节ST ATE空VL VH T空NUM空
ST ATE为均衡工作状态,00表示工作,01表示停止; VH为电压高位(D0、D1两位有效),VL为电压低位,单体电池电压V为10位无符号数,计算公式为V=(VH×256+VL)×5/1024,范围为0～5.00V;T为单体电池温度(D5-D0位有效),为6位无符号数,单体温度为T×84/64,范围为20～84℃;NUM为单体电池编号。
2.2 均衡控制设计
由于锂离子动力电池属于高新技术动力电池,尚处于小批量制造生产过程之中,产品的一致性无法与沿用了一百多年的铅酸动力电池相比。因此,为了保证多个单体电池串联使用时电池的均衡性能,必须配置高性能的电池均衡管理系统,以保证使用的安全与提高电池组使用寿命[325]。
在单体电池均衡的控制方案中,可以采用补充充电均衡方式。均衡模块原理如图4所示,采用从总电压中通过DC2DC降压变换,给本组中单体电压最低的少数几块电池进行补充充电,通过不断地循环检测与控制,最终达到整个电池组的均衡。均衡模块硬件电路设计比较简单,主要采用了高度集成化的智能DC2DC功率模块,该模块由美国V icor公司生产。均衡电流通过采样电阻R5,电流信号与由电阻网络R3、R4、R6形成的设定电流值一起输入到电压比较器LM358,限定了均衡电流约为10A。均衡控制信号通过光电隔离器件T LP521进行隔离、三极管电路逻辑反相后控制V icor模块的开通或者关断工作状态。该方案的缺点是DC2DC降压变换模块成本较高导致整个电池管理系统成本较高,但对于大容量的电池组为了提高能源利用效率,一般都采用这种控制方案。在硬件上,电池的监控模块与电池的均衡模块进行了合理的分拆,即电池组内每块单体电池只装备监控模块,将整个电池组需要的均衡模块集中布置在一个或几个均衡箱内。万向电动汽车有限公司所开发电动汽车电池组容量较大,采用充电均衡控制策略,为安全起见,放电均衡模式和停车均衡模式只作为后备,一般不启用这两种模式。在车载运行模式下,由于均衡模块并没有直接安装在车上,因此,虽然监控模块收到了均衡指令并且也发出了均衡控制信号,但实际上并没有对电池组进行均衡,而只是监控;在停车充电时,均衡模块直接挂接在监控模块上,均衡模块一旦收到监控模块的控制信号,立即启动均衡功能。这样,一方面提高了均衡模块的利用效率,可以几组电池共用一套均衡模块,降低了系统成
第8期李顶根等:电动汽车锂离子电池能量管理系统研究1525
本;另一方面,由于每个均衡模块需要配置高压线路,在非常狭小的空间与车载颠簸运行的工况下,比较容易发生线路破损导致短路等安全隐患,将均衡模块集中配置在车外,保证了电池管理系统本身的安全。
图4 均衡模块原理图
Fig .4Schematic diagra m of the equalizati on module
所谓充电控制策略,即是电池组在进行正常充电过程中电池管理系统的控制策略。如图5所示,在进行充电均衡时,根据检测总的充电电流与本组内最高单体电池电压来决策均衡模块是否启动工作。在充电电流超过
50A 时,为了保证充电电流不至于太大,不启动均衡模
块;单体电压超过 4.2V ,充电机停机,进入停车均衡模式;正常充电情况下,挑选10个单体电压最低的电池进行补充充电,通过不断循环检测,
达到整组电池的均衡。
图5 充电均衡控制策略
Fig .5The contr ol strategy of charge equalizati on
2.3 电池配组方案
单体电池的性能再优良,质量再好,若同组使用的各单体电池特性不一致或组合封装时初始状态不一致,都会导致电池组整体特性急剧衰退和部分电池的加速损坏。为此,在电池进行多个串并联使用时,必须进行有效
地配组[629]
。常用的配组方法是电压配组法,其中又分为空载电压配组法和带荷电压配组法。空载电压配组法操作最为简单,但最不准确,甚至是错误的结果。带荷电压配组法相对也比较简单,但仅考虑了带负载时的电压情况,并没有考虑到带荷时间、荷载变化和输出容量等因素,因此也不合理。还有其他的配组方法,但均有原理性缺陷或环境条件限制无法使用。
实际选用空载电压配组法,在实际操作过程中,往往是首先把每一块单体电池都充电到4.25V,静置一段时间之后(3～7天),再根据电压来分组。因此这样反映的是单体电池的容量与自放电率的一个综合指标,没有把电池的内阻考虑进去;更坏的情况是,由于电池数量较多,单体充电的时间较长,很难保证每块电池的静置时间相同,也必然存在较大的误差。
通过大量的电池组配组试验以后,发现影响单体电池特性不一致的主要原因有:电池内阻不同、电池充放电平台不一致、电池容量不同,而放电容量不一致引起的电池组不均衡起到了决定性的作用。为此采用了一种在工程比较可行的综合配组方法———淘汰法。其原理是:首先采用本文所开发的单体电池充放电设备进行单体电池放电静态容量自动进行配组,同时对单体电池内阻进行检测,选择一定范围内阻与容量的电池进行分组;在整个电池组放电结束以后,淘汰电压低的电池(3.7V 以下),经过几次循环以后,每次都淘汰低电压的电池,电池一致性得到较大提高;每块电池多个充放电循环之后,重新
1526
仪 器 仪 表 学 报第28卷
配组。
3 系统调试
为了图形化、数字化地监控电池充电,并获取均衡效果,基于V isualC++6.0编制了电池管理系统PC机监控软件。该软件能实时监控6组(每组84块)电池的电压和温度,并具有故障报警功能,还可以实时记录数据,实现数据库管理功能,这对了解每块电池的状态和性能是极为重要的。通过CAN2US B转换器,实现PC与电池管理系统的上位机MC模块进行实时通信。软件界面如图6所示。
图6 电池管理系统PC监控软件界面
Fig.6The dis p lay window of PC monit or s oft w are for
battery manage ment syste m
4 结 论
电动汽车电池能量管理系统是构建电动汽车智能充电站的基础,是电动汽车开展示范运营的关键保证。万向研制的纯电动汽车上配备了该套电池能量管理系统,实现了锂离子动力电池串联充放电工作,可快速实现电动汽车的能源补给。一次快充4h,纯电动轿车(配84块120Ah/3.6V单体锂电池)续驶里程达380km。依据G B/Z18333.122001(电动道路车辆用锂离子蓄电池试验标准)进行模拟运营工况检测,单体电池在放电深度为80%的情况下循环寿命达600～800次,且电池电压大部分在3.8V左右,说明配备该套电池能量管理系统,对提高锂离子动力电池的循环寿命有重要意义。由于电动汽车在运行中,其放电电流是随机变化的,电池电压与容量很难进行准确的测量,电池组剩余容量与剩余续驶里程的估计等问题仍需加强研究。
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作者简介
李顶根,男,1977年出生,安徽桐城人,曾经在万向电动汽车有限公司从事企业博士后研究工作,现在华中科技大学能源与动力学院任教,主要研究方向为电动汽车电控系统研
第8期
李顶根等:
电动汽车锂离子电池能量管理系统研究1527
发、汽车电子等,
已发表论文数篇。
E 2mail:lidinggen@sina .com
L iD i n ggen ,male,born in 1977,in Tongcheng,Anhui p r ov 2
ince .He was engaged in postdoct oral research in W angxiang Uni 2versal Electric vehicle L i m ited Enter p rises .Now he is teaching in
I nstitute of Energy and Power,Huazhong University of Science and Technol ogy .H is main research directi ons are electric vehicle electr onic contr ol syste m devel opment,aut omotive electr onics,etc .He has published several papers .E 2mail:lidinggen@sina .com
全世界最被看好的10大电动汽车锂电池厂家 北极星智能电网在线 2012-8-28 14:11:48 关键词: 电动汽车锂离子电池锂电池 1、JohnsonControls-Saft(美国江森自控和和法国Saft的合资公司) JohnsonControls,Inc.（纽约证交所代码：JCI）和Saft（欧洲证交所代码：SAFT）已达成协议，关闭其合资公司JohnsonControls-Saft。该合资公司建于2006年，主营锂离子汽车电池的开发和制造。据协议条款，JohnsonControls将现金收购Saft所占$1.45亿美元的公司股份。协议包括JohnsonControls向Saft支付的一笔事前特许权使用费，用于展期JohnsonControls在所有市场使用某项Saft锂离子技术的许可。此交易有待监管机构的批准，最早可能于2011年9月30日达成。 JohnsonControlsPowerSolutions总裁AlexMolinaroli先生表示：“非常感谢与Saft这段时间的合作，很高兴能够以互利的方式解决这件事情。” Saft管理委员会主席JohnSearle先生认为：“很高兴此争议能得到快速积极的解决，这符合我们客户、员工和股东的利益。另一方面，Saft就此不再承担合资公司的现金与损益责任。Saft管理层现在全力以赴，在精心挑选的所有市场中，为我们的锂离子技术寻找发展良机。” 随着双方一致同意结束合作关系，两家公司之间的所有法律程序也告结束。 “对JohnsonControl s来说，此协议进一步反映出我们对高级电池行业的战略思 考。”Molinaroli先生认为，“我们将继续充分利用此领域的已有进展，此外，现在我们可以围绕技术、系统、应用和业务模型，扩展全部战略能力。” 合资公司的所有资产都将由JohnsonControls接管，只有法国夏朗德的一座工厂将于2012年底移交给Saft。 交易完成之后，JohnsonControls将经营该公司，履行公司的现有合同协议，相应地与客户和供应商开展合作。 关于JohnsonControls： JohnsonControls为全球150多个国家/地区的客户服务，是多种技术和行业的全球领跑者。公司的154,000名员工齐心协力，为优化建筑物的能源和运营效率提供优质的产品、服务和解决方案，为混合动力车和电动车提供铅酸汽车电池和高级电池，为汽车提供内饰系统。JohnsonControls对可持续发展的承诺可追溯到1885年公司成立之初发明的首台室内电动恒温器。通过公司的发展战略以及不断扩大市场份额，我们承诺为股东提供价值，助力于客户的成功。2011年，《企业责任杂志》在其年度“企业公民百强”名单中，将JohnsonControls 列为第一。 关于Saft：
第22卷 第3期 2005年3月 公 路 交 通 科 技 Journal of Highway and T ransportation Research and Development V ol 122 N o 13 Mar 12005 文章编号:1002Ο0268(2005)03Ο0119Ο05 收稿日期:2004Ο03Ο16 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)重大专题项目(2003AA501100) 作者简介:付正阳(1978-),男,北京人,清华大学汽车工程系硕士研究生,主要从事电动汽车方面的研究1 电动汽车电池组热管理系统的关键技术 付正阳,林成涛,陈全世 (清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084) 摘要:电池组热管理系统的研究与开发对于电动汽车的安全可靠运行有着非常重要的意义。本文分析了温度对电池组性能和寿命的影响,概括了电池组热管理系统的功能,介绍了电池组热管理系统设计的一般流程,并对设计热管理系统提出了建议。文章重点分析了设计电池组热管理系统过程中的关键技术,包括电池最优工作温度范围的确定、电池生热机理研究、热物性参数的获取、电池组热场计算、传热介质的选择、散热结构的设计等。关键词:电动汽车;电池组;热管理系统 中图分类号:T M911141 文献标识码:A K ey Technologie s of Thermal Management System for EV Battery Packs FU Zheng Οyang ,LIN Cheng Οtao ,CHEN Quan Οshi (S tate K ey Laboratory of Autom otive Safety and Energy ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China ) Abstract :Research and development of battery thermal management system (BT MS )is very im portant for the operation safety and relia 2bility of electric vehicle (E V )1In this paper ,by analyzing the in fluence of tem perature on the per formance and service life of batteries ,the desired function of a BT MS was outlined ,a procedure for designing BT MS was introduced 1Several key technologies during designing a BT MS were introduced and analyzed ,including optimum operating tem perature range of a battery ,heat generation mechanism ,ac 2quisition of the therm odynamic parameters ,calculation of tem perature distribution ,selection of heat trans fer medium ,design of cooling structure and s o on 1 K ey words :E lectric vehicle ;Battery pack ;Thermal management system 0 引言 能源与环境的压力使传统内燃机汽车的发展面临前所未有的挑战,各国政府、汽车公司、科研机构纷纷投入人力物力开发内燃机汽车的替代能源和动力,这大大促进了电动汽车的发展。 电池作为电动汽车中的主要储能元件,是电动汽车的关键部件[1,2],直接影响到电动汽车的性能。电池组热管理系统的研究与开发对于现代电动汽车是必需的,原因在于:(1)电动汽车电池组会长时间工作 在比较恶劣的热环境中,这将缩短电池使用寿命、降 低电池性能;(2)电池箱内温度场的长久不均匀分布将造成各电池模块、单体性能的不均衡;(3)电池组的热监控和热管理对整车运行安全意义重大。 清华大学从承担国家“八五”电动汽车攻关项目以来,在电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车关键技术的研究中,积极开展了电池组热管理系统的研究,并在样车上进行了道路试验,目前电池组热管理系统的优化设计与改进工作正在进行中。本文是对前阶段研究工作的总结和今后工作的展望。
第23卷第3期 2010年6月 山东科学SHANDONG SCIENCE Vol．23No．3Jun．2010 收稿日期：2010- 04-15作者简介：于良杰（1977-），男，工程师，从事实时系统，汽车电子的研究。E- mail ：embedlinux@126．com 文章编号：1002-4026（2010）03-0087-05电池管理系统在电动汽车中的应用 于良杰1，乔昕2，张许峰2，邓楠 2（1．山东省科学院自动化研究所，山东省汽车电子技术重点实验室，山东济南250014； 2．北京尚能联创科技有限公司北京10029） 摘要：本文介绍了电池管理系统（Battery Management System ）的发展以及应用在电动汽车中所面临的前端数 据采集、电池均衡管理、SOC 电量计量、实时通信以及电池绝缘监测等关键问题。 关键词：电动汽车；电池管理系统 中图分类号：U468．3文献标识码：B 随着人们环保意识的增强以及能源的日趋紧张，电动汽车受到国家和民众的广泛关注。电动汽车是全部或者部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，因此，电池系统作为电动汽车的动力系统在整个电动汽车 的研究和发展中具有举足轻重的作用。电池系统一般分为电池和电池管理系统两个部分。就电池而言， 铅酸、镍氢、锂离子或锂聚合物电池在电动汽车的研究中都有应用。锂离子电池由于其比能量大、放电电压高、循环寿命长、无记忆效应、具有快速充电能力、自放电速率小、具有多种安全保护措施、密封良好，无泄漏现 象、 环保等众多优点，使得其在未来电动汽车中的应用前景非常广阔。就电池管理系统而言，在锂离子电池被广泛关注之前，已经有学者针对铅酸和镍氢电池开展了电池管理系统的研究，这些研究包括数据采集、SOC 估算、实时通信、均衡、绝缘监测等。由于锂离子物理特性相当活跃，过充、过放更容易对锂离子电池带来损坏，这就对电池保护系统的性能提出了更高的要求。一个好的电池管理系统可以确保车辆的行驶安全、增加电池使用寿命、提供给驾驶员有用的信息、减少能源消耗等，是电动汽车的一个重要组成部分。 国外对电池管理系统的研究已经有几十年了，并取得了一定的成果。我国对电动汽车电池管理系统的研究还处于起步阶段，目前清华大学、北京理工大学、同济大学、北京航天航空大学在电动汽车的电池管理系统上取得了一定的研究成果，并应用于奥运大巴的项目中。 总的来说，电池管理系统按照实现方式可以分为两大类：一类是基于芯片的电池管理系统；另一类是基 于分立式器件的电池管理系统。基于芯片的电池管理系统一般将前端采集电路、 均衡电路以及电量计量算法、通讯功能等集成在芯片中，辅以外围电路完成对电池的管理功能，如德州仪器在电池管理IC 领域的bq 系列芯片［1－2］，凹凸科技的OZ890电池管理芯片［3］等，具有更小的体积、更高的集成度等优势；基于分立器件的电池管理系统，有基于纯硬件和基于软硬件协调工作的解决方案，而软硬件协调工作方案由于实现更灵活、功能更完善，被广泛采用，如各院校和科研单位开发的电池管理系统、北京市中天荣泰科技有限公司的智能电池管理系统等，分立器件方案在产品设计的灵活性上占有一定优势。 无论是采用芯片还是采用分立器件搭建系统，都要面临一些电池管理系统需要解决的关键问题，而这些问题也被国内外学者广泛的研究，他们包括前端数据采集、数据存储、保护功能、均衡管理、电池健康状态、电量计量和实时通信，针对不同的应用需求可能还需要内置充电管理、后备态管理、绝缘监测等功能，其结构见
纯电动汽车电池管理系统的设计说明 书
毕业设计说明书 纯电动汽车电池管理系统的设计 院、部: 学生姓名: 指导教师: 职称 专业: 班级: 完成时间: 摘要
随着经济的发展, 电力电子设备的更新速度更是突飞猛进, 然而传统的能源煤, 石油, 天然气的储量却在日渐减少, 这样带来的能源问题就引起了广大用户的关注, 作为生活中的重要组成部分, 汽车越来越被称为了生活得必须品,能源的减少引发了汽车动力的改革, 而以电能代替传统的汽油的汽车便走进了人们的视野中, 它污染小, 对周围的影响也小。电动汽车的主要特色就是它的电池工程, 而对电池的管理系统也就成了试下研究的热点。电池管理系统作为电动汽车上不可缺少的一部分, 在对电动车的电池管理, 充放电控制, 电池监控等方面有着很重要的作用。 本课题拟以中国长安纯电动汽车的设计要求和主体设计规划为蓝本, 设计一款以单片机作为主要控制器的电池管理系统, 实现对电池的综合检测管理的设计。主要包括电压检测、电流检测、充电检测、放点检测, 并针对性的设计外围CAN总线接口电路, 以方便上级控制系统和我们设计的电池管理系统有机结合。 关键字: 电动汽车, 充电管理, 锂电池
ABSTRACT With the development of economy, the updating speed of power electronic equipment is advancing by leaps and bounds. However, the traditional energy of coal, oil, natural gas reserves but in dwindling, energy problem has caused attention of the majority of users, as an important part of life, more and more vehicles is known to life necessities, energy reduction caused by the reform of the electric vehicle, and the electrical energy takes the place of the traditional gasoline car went into people's field of vision, it little pollution, influence on the surrounding is small. The main feature of electric car is its battery engineering, and the battery management system has become a hot spot for the study. As an indispensable part of electric vehicle, battery management system plays an important role in battery management, charge discharge control, battery monitoring and so on.. This paper intends to China Changan pure electric vehicle design
锂离子电池在电动汽车中的应用 【摘要】：在环境污染日益严重、能源消耗日益加剧的今天，能源成为了我们迫切需要解决的问题之一。如今，新能源得到了人们的认同和推广,新能源汽车在汽车发展方向备受关注。近年来，锂离子电池已被研究人员用在电动车上作为动力能源，成为电动车发展的一个新趋势。相对以前的电池，锂离子电池中无镉、汞、铅三种元素，这与我们国家的可持续发展战略的要求相符合。本文介绍了锂离子电池在电动汽车中的应用、特点及原理。 【关键词】：新能源、锂离子、汽车、应用 近些年来，随着人们生活水平的提高及环境保护意识的的增强，人们都意识到能源是一个很值得关注的问题。出于能源和环境的考虑，电动汽车在各国政府和汽车制造商的推动下得到了快速的发展，其中，纯电动汽车以其能真正实现“零排放”而成为电动汽车的重要发展方向1。锂离子电池凭借其优良的性能成为新一代电动汽车的理想动力源，它具有重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用蓄电池2。缺点是价格较贵、安全性较差。现已有的一些新型材料有：钴酸锂，锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂等，他们很大程度上提高了锂离子电池的安全性。 1、锂离子蓄电池： 1.1 锂离子蓄电池作为动力电池的简介： 锂离子蓄电池是通过涂在电极上的活性材料存储和释放锂离子，即通过锂离子在电极活性材料上的脱附来存储电能。锂离子动力蓄电池分为单体电池、模块和系统等三个层次，将若干个锂离子蓄电池的单体电池组合成带有监测电路、电气和通讯接口及通风散热功能的蓄电池管理系统。动力蓄电池模块可由上百个单体电池串联及并联而成。串联的目的是提高蓄电池模块总电压，并联的目的是提高蓄电池模块容量3，将这些锂离子电池用在车上作为动力源成为电动汽车的一个重要发展方向，目前已经有公司致力于这方面的研究和推广，成效显著。 1.2 锂离子蓄电池的特点4： 锂离子电池有许多优越特性，比如高能量，较高的安全性，工作温度范围宽，工作电压平稳、贮存寿命长(相对其他的蓄电池)。从安全性来讲，锂离子电池要比其他蓄电池安全的多。特别是采取了控制措施后，锂离子电池的安全性有了很大的保证，电池经过过充、短路、穿刺、冲击等滥用实验，均无危险发生。锂离子电池与Cd-Ni，MH-Ni电池一样，可以快速充电，且无记忆效应，远比Cd-Ni 电池优越；它的自放电率远比MH-Ni电池低。从环境保护的角度看，世界环境保护组织早已把Cd、Hg、Pb三种元素列为有害物质。因此含有这三种元素的电池的使用受到了限制，特别是在欧洲，有些政府大幅度提高了某些电池的环境税，与之相比，锂离子电池则不存这些问题。当然，锂离子电池也有一些缺点，比如低温放电率不高，电池的价格也比较高等。 1.3 锂离子蓄电池的组成及工作原理： 锂离子电池一般由正极、负极和高分子隔膜构成。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710538323.X (22)申请日 2017.06.29 (71)申请人 知豆电动汽车有限公司 地址 315600 浙江省宁波市宁海县力洋镇 储家山路1号 (72)发明人 尹湘林 鲍文光 王红梅 闫优胜 樊晓浒 何志刚 (74)专利代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 代理人 尉伟敏 (51)Int.Cl. B60H 1/00(2006.01) B60H 1/32(2006.01) B60H 1/22(2006.01) B60L 11/18(2006.01) (54)发明名称 电动汽车热管理系统 (57)摘要 本发明公开了一种电动汽车热管理系统，包 括乘员舱热管理模块和动力系统热管理模块，乘 员舱热管理模块包括电动压缩机、冷凝器、冷凝 风扇、膨胀阀、HVAC系统、第一水泵、水PTC加热器 和连接管路，动力系统热管理模块包括动力电池 包、水壶、第二水泵、散热器、散热器风扇、第三水 泵、控制器、逆变器、电机、热电板式换热器和连 接管路。动力系统热管理模块采用热电板式换热 器来实现。热电板式换热器根据珀耳帖效应，具 有加热和制冷功能。本发明具有结构简单，可靠 性好，控温精确，热利用率高，能有效提高电动汽 车电池使用效率和延长电动汽车行驶里程的特 点。权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 107310344 A 2017.11.03 C N 107310344 A
1.一种电动汽车热管理系统，其特征是，包括乘员舱热管理模块和动力系统热管理模块，乘员舱热管理模块包括制冷循环密闭系统和采暖循环密闭系统，制冷循环密闭系统包括电动压缩机（1）、冷凝器（2）、冷凝风扇（3）、膨胀阀（4）、HVAC系统（5）和连接管路，采暖循环密闭系统包括第一水泵（6）、水PTC加热器（7）和连接管路，动力系统热管理模块包括第一流体循环密闭系统和第二流体循环密闭系统，第一流体循环密闭系统包括动力电池包（8）、水壶（9）、第二水泵（10）、热电板式换热器（17）和连接管路，第二流体循环密闭系统包括散热器（11）、散热器风扇（12）、第三水泵（13）、控制器（14）、逆变器（15）、电机（16）、热电板式换热器（17）和连接管路。 2.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征是，动力系统热管理模块中的热电板式换热器包括第一流体进口（21）、第一流体出口（22）、第二流体进口（23）和第二流体出口（24），第一流体进口通过连接管路与第二水泵出口连接，第一流体出口通过连接管路与动力电池包进口连接，第二流体进口通过连接管路与第三水泵出口连接，第二流体出口通过连接管路与控制器进口连接。 3.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征是，热电板式换热器和散热器对动力系统热管理模块进行热管理。 4.根据权利要求2所述的电动汽车热管理系统，其特征是，第一流体和第二流体同时经过热电板式换热器进行加热或制冷，第一流体从热电板式换热器流出时的温度与第二流体从热电板式换热器流出时的温度差可以通过热电板式换热器工作电流大小进行调节，温度差调节在5℃-10℃比较合适。 5.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征是，当动力电池包不需要制冷或加热时，热电板式换热器停止工作，仅作流通通道，控制器、逆变器和电机依靠散热器和散热风扇进行降温。 6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的电动汽车热管理系统，其特征是，HVAC系统包括蒸发器（18）、鼓风机（19）、暖风芯体（20）和连接管路，蒸发器进口通过连接管路与膨胀阀出口连接，蒸发器出口通过连接管路与电动压缩机进口连接，暖风芯体进口通过连接管路与水PTC加热器出口连接，暖风芯体出口通过连接管路与第一水泵进口连接。 权 利 要 求 书1/1页CN 107310344 A
一、前言 电动汽车的应用有效地解决了能源和环境可持续发展的问题。电动汽车的应用前景广阔。但电动汽车尤其纯电动汽车的应用遇到了动力电池的难题，电池的问题体现在两个方面。其一是动力电池比能量不高，影响电动汽车续驶里程的要求，价格太高直接影响电动汽车的初始成本； 其二是电池的性能差，使用寿命低影响电动汽车的使用成本。电动汽车用的电池使用中其性能发挥得如何，除与电池模块自身性能有关外，与其应用的电池能量管理系统的功能有着密切的关系，尤其是电池模块质量不太理想的条件下，应用功能完备的电池能量管理系统其作用就更加突出。借助电池能量管理系统的正常工作会使电池模块的性能得以充分发挥，减少电池模块故障，延长电池模块的使用寿命，增加电动汽车的使用安全感。因此，电动汽车电池能量管理系统的应用备受电动汽车设计者和使用者的重视。 二、电动汽车电池能量管理系统的功能电动汽车，尤其是纯电动汽车中的电池能量管理系统是该车的一种相当重要的技术措施，可以称为电动汽车电池的“保护神”，它起到了对电池性能的保护、防止个别电池的早期损坏、有利于电动汽车的运行，并具有各种警告功能等[1]。由于它参加电池箱内电池模块的监控工作使电动汽车的运行、充电等功能与电池的有关参数（电流、电压、内阻、容量）紧密相连和协调工作。它有计算，发出指令、执行指令和提出警告的功能。各种电池模块虽然有结构和性能上的差异，但它们都具备一些相同或相似的功能。典型的电池能量管理系统应具备如下功能： 2.1 对能量的检测功能 电动汽车在行车过程中，该系统能随时对车辆的能耗进行计算，最终给出该电池箱内电池模块剩余的电池能量值，并通过剩余能量计将数据显示出来，使驾驶人员知道车辆的续驶里程,以便决定如何行驶.在能量允许的条件下使车辆行驶到具有充电功能的地方，补充电量防止半路抛锚。 2.2 对电池工作状态的监测与控制功能 电池能量管理系统按电池箱内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。一般情况下，电池箱内有温度传感器及电压、电流和内阻的测量值。由于温度的变化对其他参数都有影响，所以一般都以电池模块的温度来做为控制的指令信号，将测得的温度值与事先设定的温度值进行比较，决定对电池冷却与否。电动汽车能源是很宝贵的，应尽量采用节能元件，所以电池箱内的冷却风扇一般都是采用分级参与工作。这样能做到在保证电池性能的条件下尽量使用小排量的风扇。当第一级风扇工作后尚不能达到要求的温度时，第二级冷却风扇才参与工作，加强冷却。此时电池箱内的温度如果还不能达到要求的工作条件，温度继续升高已达到影响电池模块的正常工作条件，为保护电池模块不受损坏，能量管理系统会发出停止电池模块供电的指令，强行车辆停驶。当电池在充电状态下，能量管理系统会强令充电机停止充电而不损坏电池，由维修人员进行检测排除故障。 2.3 保证充电功能
电动汽车中的电池能量管理系统 一、前言 电动汽车的应用有效地解决了能源和环境可持续发展的问题。电动汽车的应用前景广阔。但电动汽车尤其纯电动汽车的应用遇到了动力电池的难题，电池的问题体现在两个方面。其一是动力电池比能量不高，影响电动汽车续驶里程的要求，价格太高直接影响电动汽车的初始成本； 其二是电池的性能差，使用寿命低影响电动汽车的使用成本。电动汽车用的电池使用中其性能发挥得如何，除与电池模块自身性能有关外，与其应用的电池能量管理系统的功能有着密切的关系，尤其是电池模块质量不太理想的条件下，应用功能完备的电池能量管理系统其作用就更加突出。借助电池能量管理系统的正常工作会使电池模块的性能得以充分发挥，减少电池模块故障，延长电池模块的使用寿命，增加电动汽车的使用安全感。因此，电动汽车电池能量管理系统的应用备受电动汽车设计者和使用者的重视。 二、电动汽车电池能量管理系统的功能电动汽车，尤其是纯电动汽车中的电池能量管理系统是该车的一种相当重要的技术措施，可以称为电动汽车电池的“保护神”，它起到了对电池性能的保护、防止个别电池的早期损坏、有利于电动汽车的运行，并具有各种警告功能等[1]。由于它参加电池箱内电池模块的监控工作使电动汽车的运行、充电等功能与电池的有关参数（电流、电压、内阻、容量）紧密相连和协调工作。它有计算，发出指令、执行指令和提出警告的功能。各种电池模块虽然有结构和性能上的差异，但它们都具备一些相同或相似的功能。典型的电池能量管理系统应具备如下功能： 2.1 对能量的检测功能
电动汽车在行车过程中，该系统能随时对车辆的能耗进行计算，最终给出该电池箱内电池模块剩余的电池能量值，并通过剩余能量计将数据显示出来，使驾驶人员知道车辆的续驶里程,以便决定如何行驶.在能量允许的条件下使车辆行 驶到具有充电功能的地方，补充电量防止半路抛锚。 2.2 对电池工作状态的监测与控制功能 电池能量管理系统按电池箱内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。一般情况下，电池箱内有温度传感器及电压、电流和内阻的测量值。由于温度的变化对其他参数都有影响，所以一般都以电池模块的温度来做为控制的指令信号，将测得的温度值与事先设定的温度值进行比较，决定对电池冷却与否。电动汽车能源是很宝贵的，应尽量采用节能元件，所以电池箱内的冷却风扇一般都是采用分级参与工作。这样能做到在保证电池性能的条件下尽量使用小排量的风扇。当第一级风扇工作后尚不能达到要求的温度时，第二级冷却风扇才参与工作，加强冷却。此时电池箱内的温度如果还不能达到要求的工作条件，温度继续升高已达到影响电池模块的正常工作条件，为保护电池模块不受损坏，能量管理系统会发出停止电池模块供电的指令，强行车辆停驶。当电池在充电状态下，能量管理系统会强令充电机停止充电而不损坏电池，由维修人员进行检测排除故障。 2.3 保证充电功能 电池能量管理系统随时参与整车检测工作，检测电池的工作状态，尤其对每只电池的技术状态进行检测分析，将检测的数据在车辆停驶，充电之前“通知”充电机，即“车与机”的对话。告诉充电机，电池组的工作状态及每只电池的技术状态，“落后”电池和“先进”电池性能差异。此时充电机应当采用什么样的充电模式给电
新能源汽车锂电池行业分析报告 一、新能源汽车锂电池简介 目前，车用电池主要包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池以及燃料电池。铅酸电池已非常成熟，在电动自行车领域得到了大范围运用，镍氢电池刚进入成熟期，锂电池现也已进入产业化阶段，由于锂电池性能更优越，更符合插电式混合动力汽车以及纯电动汽车的要求，从中长期来看，锂电池将逐步实现对铅酸电池和镍氢电池的取代。 锂离子电池包括正极、负极、隔膜及电解液等四大材料。正极材料是锂离子电池中最为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，约占锂离子电池电芯材料成本的 10%-20%左右。目前常用的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂三种。 几种二次电池的综合性能对比 （4）燃料电池综合性能优异，是远期的发展方向。但技术尚不成熟，成本极高，大规模应用有待时日。由于燃料电池等下一代电池技术成熟为时尚早，镍氢电池和锂电池将长时间占据汽车动力电池的主流地位。
这几种二次电池的性能见下表： 二、中国电动汽车产业化概况 国内企业从事纯电动汽车研发、少量产业化生产与试运营的有东风、天津清源、北京理工科凌、比亚迪、万向等企业。2006 年，我国第一批纯电动轿车取得了产品准入公告，吸引更多企业加入蓄电池或纯动力汽车的研发或试运营，如咸阳威力克能源有限公司、博信电池（上海）有限公司、上海瑞华集团、深圳雷天绿色电动源有限公司、中信国安黄金有限公司、合肥工业大学等。东风公司是国内最早从事电动汽车研发的汽车企业之一，开发了游览车、多功能车、工业专用车和高尔夫球车等 4大系列、近 20 个品种的纯电动车，包括东风纯电动轿车（EQ7160EV）、纯电动富康轿车（EQ7140EV）、纯电动客车（EQ6690EV）等。2003 年东风纯电动车实现商品化销售以来，已累计销售 1000 余台，进入行业前三甲。截止到 2005年 11 月，参与示范运营的东风纯电动小巴有 93 台。到 2010 年，东风电动车公司计划实现纯电动场地车销售 5000 辆的年产销量。 “十五”期间，国家 863 计划电动汽车重大专项项目中纯电动轿车研制点之一在天津汽车。天津市电动车辆研究中心与天津一汽产品开发中心联合众多汽车技术研究中心与大学资源，组建天津清源电动车辆有限责任公司，承担 863 计划重点项目“XL-2 纯电动轿车”研发工作，各项技术指标达到了国际先进水平，全车总重 1600公斤，最高时速达到 140 千米/小时，续驶里程超过 260 千米，0 千米/小时～50 千米/小时的加速时间 6.8 秒，被认为是国内水平最高又
燃料电池汽车的动力传动系统设计 1引言 燃料电池汽车是电动汽车的一种。 燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动 机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动 ，就可使车辆在路上行驶，燃料电池的能量转 换效率比内燃机要高 2-3倍。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物 ，因此燃料电池车 辆是无污染汽车。随着对汽车燃油经济性和环保的要求 ，汽车动力系统将从现在以汽油等化 石燃料为主慢慢过渡到混合动力 ，最终将完全由清洁的燃料电池车替代。 近几年来，燃料电池系统和燃料电池汽车技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制 造厂，如丰田、本田、通用、戴姆勒-克莱斯勒、日产和福特汽车公司已经开发了几代燃料电 池汽车，并宣布了各种将燃料电池汽车投向市场的战略目标。 目前，燃料电池轿车的样车正在 进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。其中本 田的FCX Clarity 最高时速达到了 160 km/h[8];丰田燃料电池汽车 FCHV-adv 已经累计运行 了 360,000 km 的路试,能够在零下37度启动，一次加氢能够从大阪行驶到东京 （560公 里）。 在我国科技部的支持下，燃料电池汽车技术得到了迅速发展。 2007年，我国第四代燃料电池 轿车研制成功，该车最高时速达150 km/h,最大续驶里程319 km 。2008年,20燃料电池示范 汽车又 在北京奥运进行了示范运行。 2010年，包括上汽、奇瑞等国内汽车企业共有 196辆燃 料电池汽车在上海世博园区进行示范运行。 燃油绘济性 排放环保 l ;uel economic exhaust eih ironmen(al protection Internal combustion engine Shori peicxl Mid peitxl Long pei 电动汽车电池管理系统的研究 摘要 在电动汽车中，电池系统是其中不可或缺的重要组成部分它对电动汽车的续航里程、加速能力和最大爬坡度都会产生直接的影响，由于蓄电池特性高度的非线性、结构的特殊性故容易导致电池寿命的缩短以致损坏。所以电池管理系统是电动汽车的必备重要部件，与电池系统、整车控制系统共同构成电动汽车的三大核心技术。它能保护电动汽车电池的安全可靠使用，发挥电池的能力和影响其使用寿命，通过一系列的管理和控制，从而保障了电动汽车的正常运行。目前,影响电动汽车推广应用的主要因素包括动力电池的安全性和使用成本问题,延长电池的使用寿命是降低使用成本的有效途径之一。为确保电池性能良好,延长电池使用寿命,必须对电池进行合理有效的管理和控制,为此,国内外均投入大量的人力物力开展广泛深入的研究。 关键词：电动汽车；电动汽车电池；电池管理系统；功能 目录 1前言 (3) 1.1本研究的意义 (3) 1.2电池管理系统在国内外的发展概况及存在问题 (3) 2电动汽车电池管理系统 (4) 2.1电池管理系统的运行模式 (4) 2.2电池管理系统的技术 (5) 3本文结论 (8) 参考文献 (9) 1前言 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。所以说随着各国対新能源汽车的推广，电动汽车会被越来越多的关注，电池系统是电动汽车的关键部件，由于电动汽车的显著特点和优势，各国都在发展电动汽车。根据汽车的使用特点，其实用的动力电池一般应具有比能量高、比功率大、自放电少、工作温度范围宽、能快速充电、使用寿命长和安全可靠等特点，因此，电池管理系统对电动汽车的性能起到了决定性的作用。 1.1本研究的意义 综合各国的电动汽车研究情况，可以发现共同存在的一个现象，即电池是整个电动汽车研究中出问题最多的部件。电动汽车用电池的使用性能和寿命远不能满足电动汽车运营的要求制约着电动汽车事业的发展。能源短缺和环境污染是现今世界汽车工业发展面临的两大挑战，因此开展新能源汽车的研究已经刻不容缓。虽然电池电动汽车有良好的前景，但目前技术门槛比较高尚未产业化，同时燃料电池的可靠性、寿命有待改进，氢气的基础设施有待建立，氢气的来源和供应有待解决。 本研究通过对电动汽车电池和电池管理系统的存在的问题，技术难题和前景来分析动力电池及其管理系统的现状和发展趋势。 1.2电池管理系统在国内外的发展概况及存在问题 近年来，我国的汽车行业发展迅速，已成为世界第四大汽车生产国和第三大汽车消费国。但是我国的石油资源短缺，目前石油进口量以每年两位数字的百分比增长，预计到2010年进口依存度将接近50%。因此大力发展新能源汽车，用电代油是保证我国能源安全的战略措施。因此大力发展新能源汽车是实现我国能源安全、环境保护以及中国汽车工业实现跨越式、可持续发展的需要。 车用动力蓄电池是电动汽车产业化的关键。B电动汽车电池管理系统(BMS)是电动汽车中一个越来越重要的关键部分，近年来已经有了很大提高，但在采集数据的可靠性、SOC的估计精度、均衡技术和安全管理等方面都有待进一步改进和提高。所以，大部分企业在电动汽车研制中曾遭遇尴尬，车用动力电池不仅是制约电动汽车规模发展的技术瓶颈，而且是电动汽车价格居高不下的关键因素，其成本占整车成本的30%～50%。因此，动力BMS的性能对电动汽车使用成本、节能和安全性至关重要。 我国在这方面的研究还刚刚起步,即使美国等汽车工业发达国家的研制工作也不完善我国在“十五”期间设立电动汽车重大研究项目，积极推进BMS研究、开发和工程化应用，取得了一系列的成果和突破。在电动汽车领域，我国与发达国家的科技水平差距不是很大，决定电动汽车产业成熟度的关键因素是动力电池技术，目前中国企业在电 新能源电动车（锂离子电池）创业计划书 第一章执行总结 1.1 项目简介 在传统能源日趋紧张及环境危机的情况下,新型能源越来越成为人们关注和研究的热点。大容量锂离子电池是能够代替传统能源作为机械驱动的一种较成熟、可行的新型能源。本项目将同时生产制备工艺相近、市场关联度大、科技含量高、应用前景广阔的新能源器件：动力锂离子电池。拟建成日产3万Ah（年产900万Ah）动力锂离子电池生产线。 1.2 产品介绍 动力锂电池的特点是容量大、工作电压高、重量轻体积小、自放电率小、循环寿命长、环境友好、安全性能好等特点，其性价比高，在国内属领先水平。 1.3 市场分析 锂离子电池具有工作电压高、比能量高等其他二次电池所不具备的特点，使该产品几乎可以完全取代其他类型的二次电池而应用于包括民用、工业、交通、国防等各个领域，而具有广阔的国际国内市场 随着世界石油资源的日益枯竭，及对于环境造成的污染，汽车的动力源将不得不逐步摆脱石油资源的束缚而采用一些新的能源取代，这直接推动着汽车业的一次重大技术革命。该产品具有相当的技术优势，仍在市场孕育中。 1.4 营销策略 产品开始投入市场时，产品以高价格和高额的促销费用快速推向市场。定高价给消费者以质优价高的形象，高额的促销可以快速提高产品的知名度。 当产品成长到一定阶段： 1、提高产品的质量，增加产品规格。 2、进行品牌宣传推广。 3、适当降低价格，遏制竞争对手进入市场。 4、开发新产品。 5、拓展市场，对市场进一步进行细分，开发新的目标市场。 1.5 管理策略 我们的企业以创新求发展，同时不忽视夯实基础，建立一套高效完整科学的管理体系，用规则化、程序化、科学化来系统性的塑造和改变员工的行为，提高整体的组织能力，为创新提供孕育和发展的土壤。 第二章产品介绍 2.1 项目计划简介 2.1.1 项目建设意义 当今世界，石油资源日渐紧张，环境污染日趋严重，人们对以锂离子电池超级电容器等二次能源越来越重视。在大容 详解电动汽车传动系统原理、传动方式及拓扑构架设计 随着现代汽车电子技术的发展，新能源汽车、电动汽车的出现无疑给整个行业注入了一股新鲜而且充满挑战性的血液。凭借可以减少很多废弃物、有害气体的排放，对整个社会的生活环境都有很大的改善效果，得到社会及国家的高度的重视，具有很好的发展前景。下面我们就来从电动车的结构引入到电动汽车传动系统，并分析它的工作原理、传动方式、优势等，并简单的列举一些成功的应用案例。电动汽车和普通的汽车不同，它是用车载电源提供行驶的动力，用电机来驱动车轮的运动，而不是用点火装置来提供向前运动的力。我们知道，电动汽车主要是由电力驱动及控制系统、驱动力传动系统、工作装置等各个部分组成。它的工作原理是蓄电池中提供恒定的电流输出，这些恒定的电路通过电力调节器进行一次转换成可以驱动电动机的合适的电流和电压，从而可以驱动整个动力传动系统的正常运行，经过他们之间相互的作用最终给汽车提供可以运行的动力汽车可以正常的行驶。由此可见，电动汽车传动系统的有效性和安全性直接影响着整个系统的运行。电动汽车传动系统原理是直接将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴。汽车传动轴在采用电动轮驱动时，由于它是靠车载电源提供动力源驱动电动机因而可以实现带负载启动，无需离合器;也正是因为是车载电源可以提供恒定的电流，中间会有电路控制的环境来实现驱动电机的方向和转速的控制，所以不需要倒档和差速器。若采用无级调速，就可以实现自动控制，无需变速器。电动汽车传动系统的传动方式主要有三种：(1)电机+传动轴+后桥(2)电机+变速箱+后桥(3)电机+磁力变矩器+后桥以目前的变速箱技术成熟度而言，除了传统车的变速箱外还没有一款真正成熟的适用于电动汽车的产品，最可靠和适用的传动方式还是电机+传动轴+后桥的直驱方案。当然在具体的设计时，我们需要更具实际情况来设计，包括电机的位置、电源的位置、驱动负载的能力、行驶速度要求、稳定性等这些都需要综合的来考虑。了解车辆效率损失分配即从发动机输出的功率消耗在不同汽车部件上的量及比例。这对改善车辆总体的传动效能非常有用，以达到适当配置资源，改善性能的目的。各种损失，使用安装在车辆适当位置的传感器进行测定。电动汽车传动系统拓扑构架设计汽车动力传动系统采用传统的内燃机和电动机作为动力能源，通过混合使用热能和电能两套系统开动汽车。在低速小功率运行时可以关闭发动机，采用电动机驱动;而高速行驶时用内燃机驱动;通过发动机和电动机的协同工作模式，将车辆在制动时产生的能量转化为电能，并积蓄起来成为新的驱动力量.从而在不同工况下都能达到高效率。一般上有串联式、并联式、混联式和复合式4种布置形式。(1)串联式—下图中采用的电力电子装置只有电机控制器,电池和辅助动力装置都直接并接在电机控制器的入口，属于串联式，车辆的驱动力只来源于电动机。 (2)并联式—下图中是典型的并联式动力系统结构，通常在电池和电机控制器之间安装了一个DC/DC变换器,电池的端电压通过DC/DC变换器的升压或降压来与系统直流母线的电压等级进行匹配。车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给。(3)混联式----采用四轮驱动、前后轮分别与不同的驱动系相连，后轮驱动有发动机、后置电机、发电机、变速器等组成，前轮驱动由前置电机、发电机组成。由于它使用不同的驱动方式，所以整个电动汽车传动系统既分离又相关联，可以更好的控制。下图就是一个简单的混联式的拓扑构架。同时具有串联式、并联式驱动方式。(4)复合式---改结构主要集中于双轴混合动力系统中，前轴和后轴独立驱动，前轮和后轮之间没有任何驱动抽或转电力主动型的设计，这种独立的驱动，让传动系统各个部件在运行过程中相互独立控制，因此可以有更好的传输能力。要让整个系统可以更好的运行，除了结构设计方面需要注意之外，还有一个就是电动汽车传动系统的参数设计也需要合理的匹配，这些参数对传动结构的性能影响也是很大的。这一方面的知识，小编在这边文章就不具体介绍了。总结能源问题和环境污染问题是现在社会日益突出的问题，深受国家的重视。因此寻找新能源汽车可以减少废气排放，让能源可以更好的利用在汽车电子设计行业是当务之急。电动汽车正是因为具有上面 电动汽车用动力电池 摘要 能源危机和环境恶化已成为传统汽车发展的最大障碍,而发展电动汽车能够很好的解决这些问题.电动汽车不仅能够减少燃油消耗,提高经济性,而且还能降低尾气的排放,提高环境质量.电动汽车的关键技术之一是动力电池,动力电池的好坏一方面决定着电动汽车的成本,另一方面决定着电动汽车的动力性和续驶里程,这2个方面也是电动汽车与传统的燃油汽车竞争的关键所在.能否开发出性价比高的动力电池对电动汽车的未来发展具有至关重要的作用. 关键词：铅酸蓄电池，正负极板，电极，电解液，电子等等。 前言 电池是电动汽车的动力源，是能量的储存装置，也是目前制约电动汽车发展的关键因素。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键是开发比能高，比功率大，使用寿命长，成本低的电池...... 电动汽车使用的动力电池可以分为化学电池，物理电池和生物电池三大类。在三大电池当中化学电池又分为：原电池，蓄电池，燃料电池和储备电池，从化石燃料向可再生能源转换的能源革命中蓄电池所起的作用非常大，政府民间都在大力进行研发。物理电池是利用大自然的能量来吸附储存，有太阳能电池，超级电容器，飞轮电池等等。生物电池是利用生物化学反应发电的电池，如微生物电池，酶电池，生物太阳能电池等。 电动汽车用动力电池的性能指标主要是：电压，容量，内阻，能量，功率，输出功率，自放电率，使用寿命等，根据电池种类不同，其性能指标也有所不同。 电动汽车对动力电池的要求是：（1）比能量高：主要是为了提高电动汽车的继驶里程；（2）比功率大：为了能使电动汽车的加速行驶以及负载能力；（3）充放电效率高；（4）相对稳定性好；（5）使用成本低；（6）安全性好等等。 正文 在电池的发展史之中，铅酸蓄电池是最成熟的电动汽车蓄电池。我们常用的铅酸蓄电池主要分为三类，分别为普通蓄电池、干呵蓄电池和免维护蓄电池三种。铅酸蓄电池是蓄电池的一种，主要是采用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和绒状铅分别作为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。 基本构造：铅酸蓄电池主要由以下部分构成：1.硬橡胶管 2.负极板 3.正极板4。隔板5.鞍子6.汇流排7.封口胶8.电池槽盖9.连接10.极柱11.排气栓电动汽车电池管理系统(BMS)的研究
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