论文部分内容阅读
因车用电池的高性能要求和恶劣的工作环境,导致对电池的管理要求很高。使电池长寿命和电池安全性得到保障是BMS核心功能。电池管理系统(Battery Management System,BMS)是电池系统的重要组成部分,它通过对锂电池的在线监测和估算,得到当前电池的状况,如SOC(State of Charge,电池荷电状态),利用当前状态和预测算法,估计SOH(State of Health,电池健康状态)、SOL(State of Life,电池寿命),BMS还须实现电池均衡、电池热管理、深度充电/放电保护等功能。其中BMS核心功能之一是电池均衡。电池均衡的作用主要是抑制单体电池间的不一致性,使电池更健康,延长其寿命。其中电池均衡又分被动均衡和主动均衡。单一的被动均衡电流小,不能满足快速均衡的功能,所以一般和主动均衡相结合。本文对均衡功能进行深入研究。其中多主结构能使系统操作更加灵活,充分发挥均衡功能和报警功能,使电池组处于安全健康的状态。本文首先分析了当前电池管理系统的发展现状,然后结合锂离子电池的特点、电池管理系统应有的功能分析,以及电池健康估计方法,结合实际应用确定了所开发系统该有的功能,并选择了可编程的电池监测芯片和计算能力强的主控制器实现并行均衡功能。采用双反激变压器的主动均衡方案,可以满足双向、均衡电流可调的要求,并基于EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy,电化学阻抗谱)实现SOH估计。采用带被动均衡功能的可编程的电池监测芯片,可以在进行主动均衡功能时同时进行被动均衡而不影响主控制器的处理速度,即系统可以进行多主并行均衡,比平常的混合均衡器均衡速度更快。本文描述了所研发的电池管理系统的硬件部分和软件部分以及电池管理系统样机,并进行了调试和验证,结果证明了该系统的实用性。