第四节 动力蓄电池管理系统

一、动力蓄电池管理系统组成

混合动力汽车动力蓄电池管理系统的功能和形式主要是根据实际情况确定，受电池类型、混合动力汽车类型、成本等多种因素影响。

蓄电池管理系统包括硬件系统和软件系统。硬件系统设计取决于管理系统实现的功能，基本要实现对动力蓄电池组的合理管理，即保证采集数据的准确性、系统通信的可靠稳定性及抗干扰性。在具体实现过程中，根据设计要求确定需要采集动力蓄电池组的数据类型；根据采集量以及精度要求确定前向通道的设计；根据通信数据量以及整车的要求选用合理的总线，如图2-4-1所示。

图2-4-1 宝马混合动力汽车蓄电池管理系统

插电式混合动力电动汽车蓄电池管理系统的基本组成如图2-4-2所示，它主要由检测模块、均衡电源模块和控制模块三部分组成。检测模块能够对电池组中各单体电池的电压、电流、温度等关键状态参数进行准确、实时的检测，并通过SPI上报给控制模块；均衡电源模块能够平衡单体电池间的电压差异，解决电池组“短板效应”；控制模块能够根据既定策略完成控制功能，实现SOC估计，同时将电池状态数据通过CAN总线发送给整车其他电子单元。

图2-4-2 蓄电池管理系统的组成

二、动力蓄电池管理系统主要功能

1.实时采集电池系统运行状态参数

实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。由于电池组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、电流和温度数据都要进行监测。

2.确定电池的SOC值

准确估计动力电池组的SOC值，从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC值，使电池的SOC值控制在30%～70%的工作范围。

3.故障诊断与报警

当蓄电池组电量或能量过低需要充电时，及时报警，以防止蓄电池过放电而损害电池的使用寿命；当蓄电池组的温度过高，非正常工作时，及时报警，以保证蓄电池正常工作。

4.电池组的热平衡管理

电池热管理系统是蓄电池管理系统的有机组成部分，其功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于正常工作温度范围内。

5.一致性补偿

当电池之间有差异时，能采取一定措施进行补偿，以保证电池组的性能，并能够显示性能不良的电池位置，以便修理替换。一般采用充电补偿功能。动力蓄电池设计有旁路分流电路，以保证每个单体都可以充满电，这样可以减缓电池老化的进度，延长电池的使用寿命。

在混合动力汽车上实现电池管理的难点和关键在于如何根据采集的每块电池的电压、温度和充放电电流的历史数据，建立确定每块电池剩余能量的较精确的数学模型，即准确估计混合动力汽车蓄电池的SOC值。