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纯电动汽车电池管理系统组成及工作模式一、动力蓄电池管理系统简介由于动力电池能量和端电压的限制，电动汽车需要采用多块电池进行串、并联组合，但是由于动力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，在电动汽车使用过程中，要使动力电池工作在合理的电压、电流、温度范围内，电动汽车上动力电池的使用都需要进行有效管理，对于镍氢电池和锉离子电池，有效的管理尤其需要，如果管理不善，不仅可能会显著缩短动力电池的使用寿命，还可能引起着火等严重安全事故，因此，动力电池管理系统成为电动汽车的必备装置。
二、动力电池管理系统的主要功能如图4-15所示，常见动力电池管理系统的功能主要包括数据采集、数据显示、状态估计、热管理、数据通讯、安全管理、能量管理（包括动力电池电量均衡功能）和故障诊断，其中前6项为动力电池管理系统的基本功能。
三、动力电池管理系统的组成及工作模式图4-17所示为两种典型的动力电池管理系统方案。
如图4-18所示，高压接触器包括B+接触器、B-接触器、预充接触器、直流转换器（用于向低压电池及车载低压设备供电）接触器及车载充电器接触器。
动力电池管理系统可工作于下电模式、准备模式、放电模式、充电模式和故障处理模式等5种工作模式下。
公众号动力电池BMS①下电模式。
②准备模式。
③放电模式。
④充电模式。
⑤故障模式。
四、动力电池组的均衡充电管理和热管理1、动力电池组均衡充电管理动力电池组均衡充电具有以下3种方式:①充电结束后实现单体电池间的自动均衡，工作原理如图4-19所示。
②充电过程中实现单体电池间的自动均衡，主要有3种方案，如图4-20所示。
③采用辅助管理装置，对单个电池的电流进行调整。
如图4-21所示。
2. 动力电池组的热管理①气体冷却法。
图4-22所示为几种典型的气体冷却方式。
②液体冷却法。
图4-23所示为一种典型的液体冷却系统的构成。
③相变材料冷却法。
④热管冷却法。
⑤带加热的热管理系统。
电动汽车动力电池系统总体方案设计1.1 额定电压及电压应用范围对于高速电动车辆动力电池系统的额定电压等级，参照《GB/T31466-2015 电动车辆高压系统电压等级》可选择144V、288V、320V、346V、400V、576V等。
对于微型低速电动车动力电池系统的电压等级，100V以下主要以48V、60V、72V和96V为主。
动力电池系统的额定电压及电压范围必须与整车所选用的电机和电机控制器工作电压相匹配，因此为保证整车动力系统的可靠运行，需要根据电动整车电机的电压等级及工作电压范围要求，选择合适的单体电池规格（化学体系、额定电压、容量规格等）并确定单体电池的串联数量、系统额定电压及工作电压范围。
通常允许使用的电压范围上限为系统额定电压的115%~120%，下限为系统额定电压的75%~80%。
1.2 动力电池系统容量整车概念设计阶段，从整车车重和设定的典型工况出发，续驶里程、整车性能（最高车速、爬坡度、加速时间等）要求，可以计算出汽车行驶所需搭载的总能量需求。
动力电池系统容量主要基于总能量和额定电压来进行计算。
1.3 功率和工作电流整车在急加速情况下，动力电池系统需要提供短时脉冲放电功率，对应的工作电流为峰值放电电流；在紧急刹车情况下，需要提供短时能量回收功率，对应的回馈电流为峰值充电电流。
整车在平路持续加速或长坡道时，动力电池系统需要提供稳定的持续放电功率，此时要求能够长时间稳定输出一定额度的电流，即持续放电工作电流。
1.4 可用SOC范围在动力电池系统产品设计上，由于SOC可用范围会直接影响总能量的设计，直接体现到单体电池的选型及数量要求，因此，也会对电池箱体的包络尺寸设计、内部布置及安装空间间隙以及对总体成本等方面产生最直接的影响。
动力电池系统SOC应用范围的选择首先考虑整车对充放电功率和可用能量等方面的需求，同时结合单体电池在不同温度条件下的充放电能力（功率和能量）、存储性能（自放电率）、寿命、安全特性，以及电池管理系统的SOC估算精度等影响因素来确定。
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。
电动汽车动力电池管理系统（BMS）设计摘要：本文主要从硬件系统设计、软件系统设计两个方面，对电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）综合设计，进行了深度的分析与研究，以通过不断地实践研究，积极探索出电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）最具高效性的综合设计方案，以充分提升电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）的设计水准，确保电动汽车中动力电池的内部管理系统（BMS）各项功能能够满足于电动汽车实际的应用需求，为我国电动汽车行业的长期发展奠定基础。
关键词：电动汽车；动力电池；管理系统（BMS）；设计前言：电动汽车（battery electric vehicle；BEV），主要是指以车载类电源为基本动力，利用电机来驱动车轮达到行驶目地，符合于我国安全法规与交管各项规定的车辆。
基于电动汽车有着环保性特征，所以，其在国内的发展前景相对较为良好。
但是，基于国内电动汽车相关技术还处于初步探索阶段，各项技术还不够成熟，若想实现突破性发展还需作出更多的努力。
电动汽车，它与传统汽车最大的不同之处就在于电动汽车内部包含着一种动力的电池。
在一定程度上，通过该动力电池可实现电动汽车节能化、环保化的行使。
那么，为了能够更好地助推我国电动汽车行业的发展，就需从其内部的动力电池入手，对其所在的管理系统（BMS），进行系统化的分析与研究。
从而能够设计出更具有功能特性的动力电池内部管理系统（BMS），为电动汽车提供强大动力电池内部管理系统支持，进一步推动我国电动汽车行业的快速发展，让其可稳步向着新的发展征程迈进。
1、硬件系统设计基于电池组主要是由多节电池的单体并联与串联而成，实现对所有电池单体实时化监控。
因而，如图1所示，电池内部管理系统主要应用了主从结构，以实现灵活性通讯，提升通讯实际速度。
从板均需具有电池单体的温度与电压检测、CAN总线的通讯等各项功能。
图1 BMS系统框图示图1.1 IMCU系统处理器系统处理器主要选用的是Freescale -9S12DT64型号的MCU系统处理器，该型号MCU系统处理器为16位系统的单片机，主要是由CAN系统的总线模块、PWM的调节器（1个）AD的转换器（2个）定时器（1个）外部串口（1个）内部串口（2个）。
新能源汽车动力电池的设计与安全管理随着环境保护意识的提升和技术进步的推动，越来越多的国家和地区开始关注新能源汽车的发展和应用。
而动力电池作为新能源汽车的重要组成部分，其设计和安全管理则成为了一个备受关注的议题。
本文将探讨新能源汽车动力电池的设计原则和安全管理措施，以确保动力电池的性能和稳定性。
一、动力电池的设计原则动力电池的设计考虑因素众多，其中最重要的是电池容量、电池特性和电池系统的整体设计。
在动力电池的设计过程中，需要遵循以下原则：1.1 电池容量的合理规划电池容量是衡量动力电池能量储存能力的重要指标。
在设计过程中，需要根据车辆的驱动需求和续航里程进行科学合理的规划。
过低的电池容量可能导致续航里程不足，而过高的电池容量则会增加成本和重量，降低整车的性能。
1.2 电池特性的匹配和优化动力电池的特性包括充放电特性、循环寿命特性和工作温度特性等。
设计过程中需要对这些特性进行匹配和优化，以确保动力电池能够在各种工况下正常工作并充分释放能量。
同时，还需要考虑电池的安全性和稳定性，避免过热、过充和过放等问题。
1.3 系统的整体设计和优化除了动力电池本身的设计，还需要考虑到电池管理系统（BMS）、电池冷却系统和电池安全防护系统等。
这些系统需要与动力电池紧密配合，实现对电池性能和安全的全面管理和保护。
因此，在动力电池的设计过程中，需要综合考虑整车系统的需求并进行合理的系统设计和优化。
二、动力电池的安全管理措施为了确保新能源汽车动力电池的安全性，需要采取一系列的安全管理措施。
以下列举了一些重要的措施：2.1 电池系统的设计和布局电池系统的设计和布局应遵循最佳实践，确保电池组件之间的热量分布均衡，以提高电池的散热效果。
同时，还需要为电池组件提供足够的热量散出通道，减少过热风险。
此外，还需合理安装保护装置，如防护板、防火墙等，以防止电池受到外界碰撞或直接暴露于高温环境中。
2.2 温度管理和控制动力电池在充放电过程中会产生大量的热量，因此温度管理和控制至关重要。
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 电动汽车动力电池管理系统的设计与研究纪文煜无锡南洋职业技术学院 江苏省无锡市 214081摘 要： 能源危机和生态危机产生的人类生存压力越来越明显，汽车产业受能源危机和生态危机的双重影响，电动汽车的研发俨然是大趋势。
电动汽车的问世减少了环境污染，缓解了生态压力，而其也减少了能源消耗，在解决能源枯竭问题方面有着积极意义。
其研发与应用得益于其电池管理系统的设计优化，这也是新型能源汽车研发中的核心命题。
本文主要就电动汽车所对应的电池管理系统进行设计方面的系统研究，以通过硬件与软件的系优化设计，带来电池管理系统的优化，带来电动汽车研发的新革命，使得其性能逐步提升，助力新能源汽车产业的创新发展。
关键词：电动汽车 动力电池 管理系统 设计分析汽车产业是市场经济中的一大主导产业，其快速发展的背后也引发人类关于生态性问题、能源利用问题的深刻思考，当前生态危机加剧，能源紧张的现实让部分产业发展受限，而汽车产业首当其冲。
鉴于传统汽车产业发展的不足，研究新能源汽车成为备受瞩目的课题，而电动汽车的问世无疑为汽车行业的转型升级带来曙光。
对于电动汽车设计研发和性能发挥、来说，起核心作用的是电池，而其对应的系统设计是重中之重，电池作为其能量源泉，其系统则负责能量来源——电池运行情况的分析、数据的采集、故障的判断、运动控制等，系统性能优劣对汽车安全性和功能性发挥的影响是直接而深刻的。
1 电动汽车动力电池工作原理当前汽车的动力电池多对为金属燃料，主要构成是铝，基于其材料选择和性能循环的优化考虑，电池负极为金属材料，正极则采用泡沫石墨烯，其电解液主要成分是四氯化铝，实现了充放电的有效循环，即使在常温条件下也可以正常循环运作。
其正极所对应的石墨烯材料属于典型的层状材料，其能有效容纳阳离子，实现电解液内阴离子的容纳，让动力电池放电形成良性循环。
2 电动汽车电池管理系统设计的三大技术支持2.1 参数检测与分析工作参数检测是动力电池管理系统设计中首先要考虑的问题，工作参数检测涵盖多个方面，从工作电力到电压再到电温等，在这些工作参数检测的过程中[1]，重点是进行单体电池的电压具体数值的测量，进行电压稳定性分析，以此明确电池工作状态。
电池及管理系统设计技术规范编制：校对：审核：批准：有限公司2015年9月目录前言 (3)一、锂离子电池选型 (4)1、范围 (4)2、规范性引用文件 (4)3、术语和定义 (4)4、符号 (4)5、动力蓄电池循环寿命要求 (5)6、动力蓄电池安全要求 (5)7、动力蓄电池电性能要求 (6)8、电池组匹配 (8)9、电池组使用其他注意事项 (9)二、电池管理系统选型 (10)1、术语定义 (10)2、要求 (10)3、试验方法 (12)4、标志 (13)前言综述电动车的的电池就好比汽车油箱里的汽油。
它是由小块单元电池通过串并联方式级联后，通过BMS的管理，将电能传递到高压配电盒，然后分配给驱动电机和各个高压模块(DC/DC、空调压缩机、PTC等)。
电池管理系统(BMS)采用的是一个主控制器(BMU)和多个下一级电池采集模块(LECU)组成模块化动力电池管理系统，是一种具有有效节省电池电能、提高车辆安全性、实现充放电均衡和降低运行成本功能的电池管理系统模式。
高压控制系统的预充电及正负极高压继电器均由BMS控制，设置了充电控制继电器，增加高压充电时的安全性。
动力电池容量和正极材料的选择电池容量的确定，是根据车型电机的功率、运行时的额定电压、电流。
选择出电池包的电压、串并联的形式。
由电机额定的电压可以选择出需要串联电池的个数，由电机运行时的额定电流可以选择出需要并联电池的个数。
具体计算如下：由整车设计的匹配参数，确定好电机的功率和扭矩后，就可以计算出，动力电池包的串并联电池的数目，串联电池的电压U等于电机额定电压，就可推算出串联的电池个数N串=U/3.7（对于三元锂电的锂电池），对于最少并联的电池个数N并=电机运行工况的平均电流/单元电池的容量*续航里程/工况的平均时速。
电池的选择，则要考虑电池正极材料的类型，总的原则是12米以上的客车主要以磷酸铁锂电池为主，6米小型客车和乘用车的主要是三元锂电池为主。
