相较于传统燃油汽车,电动汽车是应对能源问题,促进汽车工业可持续发展的有效途径之一。电池作为电动汽车的动力源,对整车的续航里程以及乘客的人身安全意义重大。电动汽车电池管理系统(Battery management system,BMS)是连接动力电池和电动汽车的重要纽带。从2001年起,电动汽车的研究就被列入了“十一五”国家863计划重大专项。到目前为止,国内外各大汽车公司都已致力于电动汽车的研发和制造。随着电控单元数量的增长以及功能的复杂化,电子控制单元的安全性及可靠性有待进一步研究。概述了电动汽车以及电池管理系统在国内外的发展现状,介绍了道路车辆功能安全概念。根据电池管理系统的功能,分析功能失效,明确功能失效带来的危害,进行了危害分析与风险评估以及安全架构分析,总结了分布式电池管理系统架构。研究了高压诊断功能,如:接触器状态检测、绝缘检测和高压互锁检测等,以增加系统的可靠性。电池管理系统采用了主从式的拓扑结构,由主控制单元(Battery management unit,BMU)和从控制单元(Cell management unit,CMU)组成。CMU采用模拟前端芯片采集电池电压和温度数据,以CAN网络节点的形式在总线上进行数据交换。阐述了模拟前端芯片外部的均衡电阻配置、错误信号的处理方案等。BMU采用双核锁步的微控制单元完成任务调度。设计了相关的硬件外围电路,包括:模拟信号采集电路、电源管理芯片与BMU连接电路等。测试了高压检测、电流检测、CAN物理层通讯和被动均衡功能等。讲述BMS的软件开发流程,简述了汽车开放系统架构在BMS中的应用,研究了控制器主程序、电流采样、电池均衡、状态估算以及高压互锁检测等策略。通过混合动力脉冲能力特性测试,在Simulink平台上建立了二阶锂离子模型,搭建了扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filtering,EKF)算法模型,并且与库伦计数算法在相同工况下的对比,验证了EFK算法的准确性。