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纯电动汽车锂电池管理系统的研究摘要:随着全球经济发展以及能源、环保等问题的日益突出,汽车产业向节约能源的绿色汽车业转型,电动汽车以零排放和噪声低等优点已成为节能环保绿色车辆最主要的发展方向之一,新能源汽车已被世界各国所看重,这是汽车产业的发展趋势,也是时代的产物。
作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统研究是解决该问题的关键,倍受人们的关注,是电动车产业化的关键。
关键词:电动汽车电池管理系统锂电池我国汽车产销量和保有量迅速增长,2011年8月底,全国机动车保有量达到2.19亿辆。
其中,摩托车占54.12%,约为1.19亿辆。
汽车保有量占机动车总量的45.88%,刚刚超过1亿辆。
我国已有10个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中,而机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一。
经过10年左右的研发投入与攻关,我国新能源汽车(电动汽车)已经形成“三纵三横”的研发格局。
“三纵”就是混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车;“三横”就是多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统。
动力电池是电动汽车的动力源。
本文介绍动力锂电池、动力电池组的均衡技术、动力电池SOC估计等方面。
1 动力锂电池锂离子电池具有单体工作电压高、体积小、重量轻、能量密度高、循环使用寿命长、自放电电流小、无记忆效应、无污染和性价比高等优点,而且锂离子电池的放电曲线很平缓,可以在电池的整个放电期间内产生稳定的功率。
因此,锂电池成为车用动力电池的主选之一。
(1)锂电池管理系统。
主要包括以下四个方面:①保障各节电池容量的均匀性;②及时诊断出电池出现的问题;③防止电池的过充电和过放电;④准确地获得电池的荷电状态(SOC)。
(2)动力锂电池管理系统功能。
①电池工况监测:实时采集的数据有单体模块电池电压,电池总电压、电池总电流、以及多点温度等。
②剩余电量(SOC)估计:电池剩余能量相当于传统车的油量。
系统应在线采集电流、电压等参数,通过相应的算法进行SOC的估计。
4科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N高 新 技 术我国汽车产销量和保有量迅速增长,2011年8月底,全国机动车保有量达到2.19亿辆。
其中,摩托车占54.12%,约为1.19亿辆。
汽车保有量占机动车总量的45.88%,刚刚超过1亿辆。
我国已有10个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中,而机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一。
经过10年左右的研发投入与攻关,我国新能源汽车(电动汽车)已经形成“三纵三横”的研发格局。
“三纵”就是混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车;“三横”就是多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统。
动力电池是电动汽车的动力源。
本文介绍动力锂电池、动力电池组的均衡技术、动力电池S O C 估计等方面。
1 动力锂电池锂离子电池具有单体工作电压高、体积小、重量轻、能量密度高、循环使用寿命长、自放电电流小、无记忆效应、无污染和性价比高等优点,而且锂离子电池的放电曲线很平缓,可以在电池的整个放电期间内产生稳定的功率。
因此,锂电池成为车用动力电池的主选之一。
(1)锂电池管理系统。
主要包括以下四个方面:①保障各节电池容量的均匀性;②及时诊断出电池出现的问题;③防止电池的过充电和过放电;④准确地获得电池的荷电状态(SOC)。
(2)动力锂电池管理系统功能。
①电池工况监测:实时采集的数据有单体模块电池电压,电池总电压、电池总电流、以及多点温度等。
②剩余电量(SOC)估计:电池剩余能量相当于传统车的油量。
系统应在线采集电流、电压等参数,通过相应的算法进行SOC的估计。
③电池健康度(SOH)估计:电池健康度表示了电池寿命的信息,通过相应的算法进行SOH的估计。
④充放电控制:根据电池的工作状况,对电池的进行充放电控制。
如电池电压超标或过电流,系统将切断继电器,停止电池工作。
⑤电池均衡控制:由于电池个体的差异以及使用状态的不同,电池在使用过程中不一致性会越来越严重。
《纯电动汽车电池管理系统的研究》篇一一、引言随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视，纯电动汽车（BEV）已成为汽车工业的重要发展方向。
电池管理系统（BMS）作为纯电动汽车的核心组成部分，其性能的优劣直接关系到电动汽车的续航里程、安全性能以及使用寿命。
因此，对纯电动汽车电池管理系统的研究具有重要的理论和实践意义。
二、纯电动汽车电池管理系统概述纯电动汽车电池管理系统是一个复杂的电子系统，主要用于监控和控制电动汽车的电池组。
它负责实时监控电池的状态，包括电池的电压、电流、温度等关键参数，以确保电池安全、有效地运行。
同时，BMS还负责管理电池的充电和放电过程，优化电池的使用效率，延长电池的使用寿命。
三、纯电动汽车电池管理系统的研究现状目前，国内外学者对纯电动汽车电池管理系统进行了广泛的研究。
研究重点主要集中在以下几个方面：一是电池状态的实时监测和估计，二是电池管理策略的研究和优化，三是电池系统的安全保护。
通过这些研究，我们已经在提高电池的使用效率、延长电池寿命以及保障电池安全等方面取得了显著的成果。
四、纯电动汽车电池管理系统的关键技术（一）电池状态的实时监测和估计电池状态的实时监测和估计是电池管理系统的核心功能之一。
通过使用先进的传感器技术和算法，我们可以实时获取电池的电压、电流、温度等关键参数，并对这些参数进行估计和分析，以获取电池的荷电状态（SOC）和健康状态（SOH）。
这有助于我们更好地管理和使用电池。
（二）电池管理策略的研究和优化电池管理策略是影响电池性能和使用寿命的重要因素。
研究和优化电池管理策略，可以提高电池的使用效率，延长电池的寿命。
这包括充电策略、放电策略、均衡策略等。
例如，我们可以根据驾驶者的驾驶习惯和路况信息，制定出更加智能化的充电和放电策略。
（三）电池系统的安全保护电池系统的安全保护是电池管理系统的重要组成部分。
在电动汽车使用过程中，可能会发生过充、过放、短路等危险情况。
因此，我们需要设计出有效的安全保护措施，如过流保护、过压保护、温度保护等，以保障电池的安全运行。
锂离子电池论文：纯电动汽车电池管理系统的研究【中文摘要】随着全球经济发展以及能源、环保等问题的日益突出,电动汽车以零排放和噪声低等优点已成为节能环保绿色车辆最主要的发展方向之一,并且越来越受到世界各国的重视,在二十世纪得到迅速发展。
而电动汽车的动力源——动力锂离子电池,是目前电动汽车发展的瓶颈。
作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)研究是解决该问题的关键,倍受人们的关注,是电动车产业化的关键。
电池管理系统监测及管理电动汽车的动力电池运行的全过程,包括电池基本信息(包括电压、电流、温度和电量)监测、剩余电量估计、单体电池间的充放电均衡、电池故障诊断等方面。
本文以昌河爱迪尔汽车改装的电动汽车为试验平台,以锂离子电池为研究对象,研制适用于电动汽车的电池管理系统。
是实时监控锂离子电池、延长电池使用寿命、提高电池的能量效率和运行可靠性。
首先分析了锂离子电池的工作特性和影响剩余容量的因素,比较了几种估算电池荷电状态(State of Charge,简称SOC)的方法,并介绍了本系统中采用的SOC估算方法,即开路电压法与安时法相结合的方法。
其次针对锂离子电池的特性,设计出基于微控制器的电池保护系统。
可监测单体电池的电压,防止电池在使用中出现过充、过放等现象；监测电池组的电流和温度信号,防止电池组出现过流、温度过高、短路等减少电池寿命现象的发生。
管理系统基于单片机实现对电池组电压、电流和温度的精确采集,采用串口和控制器局域网络接口完成管理系统与其它系统之间的通信连接。
最后,在电动汽车上搭建实验平台,将锂离子电池组与设计的电池管理系统连接进行相关调试、试验,测得相关数据并进行了数据分析。
结果表明：本文所设计并实现的电池管理系统硬件电路可靠、经济、抗干扰能力强,可以实现：电池组的电压、电流、温度的模拟量采集；均衡充放电；剩余电量的计算和电池状态的判断；实时显示电池组相关信息,故障时报警等功能。
纯电动汽车动力型锂电池管理系统的研究与设计摘要：由于能源和环境问题所带来的人们的生存压力日益凸显，因此，在这两个问题的共同作用下，发展电动汽车已成为必然。
电动汽车的诞生降低了对环境的污染，减轻了对生态的压力，同时它也降低了能耗，对解决能源耗尽问题具有积极意义。
它的开发和使用都离不开它的电池管理体系的优化，这也是开发和使用新能源汽车的关键问题。
本文重点针对纯电动汽车及其锂电池管理系统展开系统研究，从而帮助新能源汽车产业的创新发展。
关键词：纯电动汽车；动力电池；管理系统引言伴随着对石油资源的持续使用，电动汽车这一新能源汽车也逐渐被人们所接受，而且它还具有无污染、低噪声和快速的特点。
当前，电动汽车的能源来源以动力电池为主，其所占比重很大，直接关系到电动汽车的行驶距离，是电动汽车的关键组成部分。
若动力电池管理系统发生问题，则会导致车辆发生火灾、爆炸或触电等安全事故；也有可能导致电动汽车整车停止能量回收，停止充电，或者出现某些硬件故障。
文章对电动汽车动力型锂电池管理系统进行了深入研究。
一、动力电池的性能要求（一）安全性要求随着电动汽车行业的不断进步，对电动汽车的运行性能提出了更高需求，而安全性能又是电动汽车发展的重中之重。
所以，这就成为了动力电池管理系统的设计与开发的起点，也是其设计的终点。
为了确保人员的安全，电池的存储能力和安全性成呈现反比关系，电池的容量越大，其安全风险就越高，容易导致电池的高温过低、电池短路等一系列问题。
所以在设计时，对安全性的重视是最重要的。
（二）高能量密度要求高能量密度也是评价电池性能的重要参数，进而体现在电池的使用寿命上。
所以，在设计动力电池时，一定要有较高的能量密度，而这正是锂电池的最大优点，再加上它的尺寸和重量都很小，所以受到了广泛应用。
（三）长寿命要求从经济、方便维修等角度出发，进行电池系统的设计与研究，能够满足其长期使用需求，并降低对其使用性能产生的负面影响。
在电动汽车的应用过程中，由于其充放电次数的增大，会造成电池的损耗、老化等情况。
电动汽车用锂离子电池热管理系统的研究摘要：电动汽车改变了传统汽车的供应体系，其核心技术包括3种：电机、电池和电控系统，而电池性能和成本直接决定新能源车的使用经济性。
作为电动汽车核心部件之一的动力电池，随电动汽车行业的崛起迅速发展起来。
近年来，在政策、市场等的多项驱动下，电动汽车动力电池产业发展提速，特别是2020年疫情过后，动力电池产业呈现出诸多全新特点。
本文就其锂离子电池热管理系统展开了探究。
关键词：电动汽车；锂离子电池；热管理系统1电动汽车用锂离子电池发展现状1.1安全性依然是动力电池领域布局重点电池安全问题一直备受关注，2020年国内就有多企业布局“永不起火”的电池，如比亚迪刀片电池、宁德时代811、孚能科技“永不起火”电池、欣旺达“只冒烟、不起火”动力电池解决方案、蜂巢能源果冻电池等，2021年上半年广汽、东风等企业同样加速布局。
广汽埃安“弹匣电池”：弹匣电池技术是一个从电芯本征安全提升、整包被动安全强化、再到主动安全防控的一整套安全技术。
搭载“弹匣电池”技术的三元锂电池系统，针刺后只有被刺电芯模块热失控而不会蔓延至其它电芯模块，从而实现三元锂电池系统针刺不起火的高安全水平。
东风岚图“琥珀电池”：电芯三维隔热墙设计、电池安全监测和预警模型、电池PACK设计，在电池包热失控触发并发出热事件报警信号后，做到了“三不”现象（不起火、不冒烟、不爆炸）。
“琥珀电池”已经进入了量产阶段，并且将于今年第3季度上市交付。
1.2新型电池技术路线多有布局，短期内难取代锂离子电池1.2.1全气候电池为了解决电动汽车冬季续驶里程的问题，全气候电池进入大众视野。
全气候电池采用电池自加热技术，能快速提升电池温度。
基于自加热技术的电池系统可在30s内使电池温度从-20℃上升到0℃以上。
而传统的外部加热技术可能需要长达30min，并且能耗高、效率低。
然而，当前全气候电池仍处于试验阶段，对于未来是否能在乘用车领域大规模普及仍未可知。
纯电动汽车电池管理系统的研究一、本文概述随着全球对环境保护和能源消耗的日益关注，纯电动汽车作为一种绿色、环保的交通工具，其市场份额正在迅速增长。
作为纯电动汽车的核心部件，电池管理系统的性能直接影响到车辆的续航里程、使用安全及寿命。
因此，对纯电动汽车电池管理系统的研究具有重大的现实意义和应用价值。
本文旨在全面深入地研究纯电动汽车电池管理系统的关键技术及其发展趋势。
我们将介绍电池管理系统的基本组成和工作原理，包括电池状态监测、电池均衡管理、热管理以及安全管理等关键模块。
随后，我们将重点分析现有电池管理系统的技术瓶颈和挑战，如电池状态估算精度、均衡效率、热失控预防等问题。
在此基础上，我们将探讨新型电池管理系统的设计思路和技术创新，如基于的电池状态预测、无线通信技术在电池均衡管理中的应用等。
本文还将关注电池管理系统的标准化和模块化发展趋势，以及其在不同类型纯电动汽车中的应用情况。
通过对国内外相关文献的梳理和对比分析，我们将总结电池管理系统的最新研究成果和实践经验，为纯电动汽车电池管理系统的进一步发展提供理论支持和技术指导。
二、纯电动汽车电池管理系统的基本原理纯电动汽车电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）是电动汽车的重要组成部分，主要负责监控、管理和控制电池的状态，以保证电池的安全、高效运行，同时提高电池的使用寿命。
其基本原理可以概括为以下几个方面：电池状态监控：BMS通过安装在电池组内部的传感器，实时采集电池的电压、电流、温度等关键参数，并通过内部算法对这些参数进行处理，从而得到电池的荷电状态（SOC）、健康状态（SOH）等功能性指标。
这些状态信息是电池管理系统进行决策和控制的基础。
电池安全管理：电池的安全是BMS的首要任务。
BMS通过监控电池的电压、电流、温度等参数，以及预测电池可能出现的异常情况，如过充、过放、过流、过热等，及时采取相应的安全措施，如切断电池供电、启动散热系统等，以防止电池发生热失控、燃烧甚至爆炸等严重事故。
《纯电动汽车电池均衡管理系统设计与研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，电动汽车成为了汽车产业的主要发展趋势，其中纯电动汽车因其在节能、环保、续航能力等方面的显著优势备受瞩目。
而纯电动汽车的电池管理是其关键技术之一，特别是在电池均衡管理上。
本篇论文主要研究纯电动汽车电池均衡管理系统的设计与实现，以提高电池的利用率和延长其使用寿命。
二、纯电动汽车电池概述纯电动汽车主要依赖其电池系统提供动力，因此电池的性能直接影响到整车的性能。
电池系统由多个单体电池组成，每个单体电池的电压、容量和内阻等参数都可能存在差异，这会导致在使用过程中出现电池组内各单体电池的不均衡现象。
这种不均衡现象会影响电池的寿命和安全性，因此需要设计一种有效的电池均衡管理系统。
三、电池均衡管理系统设计纯电动汽车电池均衡管理系统主要目标是实现对电池组内各单体电池的实时监控和管理，防止因电池不均衡而导致的过充、过放和热失控等问题。
本节将详细介绍电池均衡管理系统的设计思路。
3.1 系统架构设计电池均衡管理系统主要由数据采集层、控制执行层和信息管理平台层三部分组成。
其中，数据采集层负责实时采集单体电池的电压、电流、温度等关键参数；控制执行层则根据采集的数据，对电池进行充电、放电和均衡等操作；信息管理平台层则负责数据的存储、分析和展示。
3.2 均衡策略设计均衡策略是电池均衡管理系统的核心，它决定了如何对电池组进行均衡充电和放电。
本系统采用分级均衡策略，即根据单体电池的电压差异，将其分为不同的等级，然后根据不同等级的电池进行不同的均衡操作。
此外，还采用了智能均衡策略，通过引入人工智能算法，实现对电池组内各单体电池的智能管理和均衡。
四、系统实现与测试4.1 硬件实现硬件部分主要包括数据采集模块、控制执行模块和信息管理平台等。
数据采集模块采用高精度传感器实现对单体电池关键参数的实时采集；控制执行模块则采用高性能的微控制器实现对电池的充电、放电和均衡等操作；信息管理平台则采用云计算技术实现对数据的存储、分析和展示。
锂离子电池论文：纯电动汽车电池管理系统的研究【中文摘要】随着全球经济发展以及能源、环保等问题的日益突出,电动汽车以零排放和噪声低等优点已成为节能环保绿色车辆最主要的发展方向之一,并且越来越受到世界各国的重视,在二十世纪得到迅速发展。
而电动汽车的动力源——动力锂离子电池,是目前电动汽车发展的瓶颈。
作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)研究是解决该问题的关键,倍受人们的关注,是电动车产业化的关键。
电池管理系统监测及管理电动汽车的动力电池运行的全过程,包括电池基本信息(包括电压、电流、温度和电量)监测、剩余电量估计、单体电池间的充放电均衡、电池故障诊断等方面。
本文以昌河爱迪尔汽车改装的电动汽车为试验平台,以锂离子电池为研究对象,研制适用于电动汽车的电池管理系统。
是实时监控锂离子电池、延长电池使用寿命、提高电池的能量效率和运行可靠性。
首先分析了锂离子电池的工作特性和影响剩余容量的因素,比较了几种估算电池荷电状态(State of Charge,简称SOC)的方法,并介绍了本系统中采用的SOC估算方法,即开路电压法与安时法相结合的方法。
其次针对锂离子电池的特性,设计出基于微控制器的电池保护系统。
可监测单体电池的电压,防止电池在使用中出现过充、过放等现象；监测电池组的电流和温度信号,防止电池组出现过流、温度过高、短路等减少电池寿命现象的发生。
管理系统基于单片机实现对电池组电压、电流和温度的精确采集,采用串口和控制器局域网络接口完成管理系统与其它系统之间的通信连接。
最后,在电动汽车上搭建实验平台,将锂离子电池组与设计的电池管理系统连接进行相关调试、试验,测得相关数据并进行了数据分析。
结果表明：本文所设计并实现的电池管理系统硬件电路可靠、经济、抗干扰能力强,可以实现：电池组的电压、电流、温度的模拟量采集；均衡充放电；剩余电量的计算和电池状态的判断；实时显示电池组相关信息,故障时报警等功能。
【英文摘要】With the global economic development and the energy, environmental protection and other issues become more prominent, Electric Vehicles with zero emissions and low noise advantages of energy saving green vehicles has become the most important development directions, and more and more world attention, the rapid development in the twenty-first century. But the power source for electric vehicles-Power lithium-ion battery is the bottleneck of the development of electric vehicles. As the development of electric vehicles as one of the key technologies of the battery management system (BMS) is the key to solve the problem, more attention is the key to the industrialization of electric vehicles.Battery management system monitors and management of electric vehicle battery power to run the entire process, including the battery of basic information (including voltage, current, temperature and power)monitoring, estimated the remaining capacity, charge and discharge balance between single batteries, battery fault diagnosis and so on.In this paper, Chang He Ideal car modified for the test platform for electric vehicles, lithium-ion battery for the study, developed the battery management system for electric vehicle. Purpose of real-time monitoring of lithium-ion battery, extended the battery’s life, increase energy efficiency and battery reliability.First analyzes the operating characteristics of lithium-ion battery remaining capacity factors and impact, compared the estimated battery state of charge (SOC) of several methods, and introduced the SOC estimation method used in this paper, which is ampere hour method and open circuit voltage combined.Secondly, for the characteristics of lithium-ion battery, designed the battery protection system based on Micro Controller Unit. Could be achieved single cell voltage monitoring to prevent the cells appeared in the use of charge, over discharge and so on; Monitoring the battery current and temperature signals, to prevent battery over current, over temperature, short circuit to reduce the battery life phenomenon. The management system based on Micro Controller Unit to achieve collected the battery voltage, current and accurate temperature, using the serial andController Area Network interface to complete communication links between the management system and other systems.Finally, building the experimental platform on electric vehicle, and connected the lithium-ion batteries and battery management system and associated debugging, testing, measured data and conducted data analysis. The results showed that:The battery management system’s hardware was designed and implemented by paper reliability, economy and anti-interference ability. Canbe achieved:Acquisition of the battery pack voltage, current, temperature’analog; balanced charge and discharge; calculate remaining battery time and judge the state of the battery;real-time display battery information and failure alarm functions.【关键词】锂离子电池 BMS SOC 电动汽车均衡【英文关键词】Lithium-ion battery BMS SOC Electric vehicles Balance【目录】纯电动汽车电池管理系统的研究摘要3-4ABSTRACT4-5第一章绪论9-20 1.1 选题意义9 1.2 国内外电动汽车及其发展概况9-12 1.3 电动汽车电池管理系统综述12-18 1.3.1 电池管理系统(BMS-Battery Management System)简介12-14 1.3.2 电池管理系统结构及功能分析14-17 1.3.3 电池管理系统国内外研究现状17-18 1.4 本文的研究内容18 1.5 系统的技术指标18-19 1.6 本章小结19-20第二章锂离子电池及其SOC估算方法20-33 2.1 锂离子电池20-25 2.1.1 锂离子电池简介20-21 2.1.2 锂离子电池发展历史21-22 2.1.3 锂离子电池原理22-23 2.1.4 锂离子电池主要特点23-25 2.2 锂离子电池剩余电量及影响因素25-28 2.2.1 SOC定义25-26 2.2.2 影响锂离子电池剩余电量的因素26-28 2.3 常用SOC估算方法28-32 2.3.1 开路电压法28-29 2.3.2 安时法29 2.3.3 内阻法29 2.3.4 电动势法29-30 2.3.5 负载电压法30 2.3.6 卡尔曼滤波法30 2.3.7 神经网络法和模糊推理法30-31 2.3.8 线性模型法31-32 2.4 本章小结32-33第三章基于安时-开路电压法的锂离子电池SOC 估算33-41 3.1 安时-开路电压法33-36 3.1.1 安时法的缺点33-34 3.1.2 安时-开路电压法对安时法的补偿方法34-36 3.2 基于补偿方法的SOC曲线方程的建模36-39 3.2.1 基于开路电压补偿的建模36 3.2.2 基于充放电倍率补偿的建模36-37 3.2.3 基于温度补偿的建模37-38 3.2.4 基于充放电循环次数的建模38-39 3.3 安时-开路电压法SOC估算程序实现39-40 3.4 本章小结40-41第四章电池管理系统硬件设计41-53 4.1 系统总体结构41-42 4.2 主控MCU的选择42-44 4.2.1STC12C5A60S2简介42-44 4.2.2 单片机外围电路44 4.3 电池状态信息采集模块44-49 4.3.1 电压电流采集模块45-46 4.3.2 温度采集模块46-47 4.3.3 A/D转换模块47-49 4.4 均衡电路49-50 4.5 通讯系统模块50-52 4.5.1 串口通讯50-51 4.5.2 CAN通讯51-52 4.6 本章小结52-53第五章电池管理系统软件设计53-68 5.1 软件设计概述53-54 5.1.1 软件开发环境53-54 5.1.2 软件模块划分54 5.2 系统主程序设计54-55 5.3 数据采集程序设计55-61 5.4 均衡充电程序设计61-62 5.5 CAN通讯程序设计62-67 5.6 本章小结67-68第六章系统在线测试及运行68-73 6.1 实验环境68-69 6.2 系统调试69-72 6.3 本章小结72-73第七章总结与展望73-757.1 全文总结73-747.2 展望74-75致谢75-76参考文献76-79攻读学位期间的研究成果79出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。
