关于电动汽车电池系统研究

摘 要：随着我国节能环保战略的不断推进，电动车成为人们绿化出行的重要交通工具。该文基于电池系统对磷酸铁锂电池的管理策略入手，阐述了均衡控制策略和热管理策略。最后，从快速更换模式、整车运行模式，论述了智能电池系统的设计及运行模式。该文旨在通过相关知识的阐述，为今后相关领域的研究提供一定的参考资料。

关键词：电动汽车 电池系统 智能化

中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（c）-00-01

“可持续发展战略”是中华民族伟大复兴、持续发展的重要战略，需要认真贯彻执行。近年来，电动车成为人们绿色出行的重要工具，是改善交通污染的重要方面。在动车的使用中，电池系统的安全使用是关键。该文从电池系统的管理和设计方面，论述了电池的均衡控制策略、热管理策略，以及快速更换模式、整车运行模式，为电池系统的安全使用，提高电池组运行效率，延长使用寿命等，具有重要的实际意义。

1 电池系统对磷酸铁锂电池的管理

策略

相比较于单体磷酸铁锂电池，磷酸电池组的使用寿命较短，且磷酸铁锂电池的一致性是其性能和安全的重要因素。而电池一致性问题往往由电池原材料的品质、生产环境和制造设备所决定。在该部分中，主要论述磷酸铁锂电池的管理策略，以提供实际的指导资料。

1.1 磷酸铁锂电池的均衡控制策略

磷酸锂电池的均衡控制，不仅可以有效控制电池的充放电，避免出现过充过放的问题，而且可以提高电池组的容量利用率，延长电池使用寿命。从实际来看，目前锂电池均衡控制最成熟的方式是主要是：电阻分流。

在充电的过程中，选择均衡控制的具体策略如下。

（1）处于正常充电结束状态时，如果出现多节或单节电池处于超均衡电压状态，且彼此间的电压差异大。则将电压高的标注为需均衡的电池。在本次或下次充电的过程中，对应开启均衡电路，对其中一部分电流进行分流，而在此过程中，其他并未开启均衡电路的电流，其上升速度较缓慢。这样一来，电池组就可以逐渐地达到一致性，且实际均衡的效果较好。

（2）处于正常充电结束状态时，如果电池组的所有电池均出现超电压状态，且彼此间的电压差异小。则说明电池在一致性方面的效果较为良好，在进行下次充电的时候，无需对电池进行相关的均衡处理。而具体的均衡电压值，需要通过实验来获取。在实际操作中，均衡电压的大小需要控制好，过大的电力会造成电阻发热，影响到均衡效果。同时，电阻功率也要严格控制，基于电池管理系统的限制，避免电阻功率过大。通常情况下，均衡电流比较小，这就决定充电过程只是对电池一致性进行稍微改善。如果电池要实现较大改善，就需要进行多次充电操作。

1.2 磷酸铁锂电池的热管理策略

在对电池温度的检测中，发现其温度已达到了开风温度阈值，则需要采取相关措施，对电池组进行降温处理，如开启电池管理系统风机，就可以较好实现。在电池管理系统下，对风机的滞环进行控制，以实现对电池的冷却处理。如果电池出现异常工作或过热问题，即使风机处于开启状态，而温度仍持续升高，则其也会持续的做出警报，提醒相关人员停止运行，对电池进行冷却处理和检查，以确保电池组处于安全使用状态。

2 智能电池系统的设计及运行模式

2.1 快速更换模式

在该模式下，电池组需要卸下之后，进行电池的地面充电。此时，电池组处于整体系统状态，对电池的状态监测、评估，以及热管理、故障报警等，进行全面的检查管理。对于智能电池组，其自身具备有电流的测量功能，并且通过安时计量，对SOC进行估算，而在后期可以对SOC做相关的修正处理。如果电池组充电完毕，那么需要利用主控模块，对每节电池的SOC进行巡检，并把最小值的SOC最为整个电池组的SOC。这是因为，电池组是处于串联状态，即使出现SOC值较高的电池包，一旦SOC最小值的电池包没电，其整个串联电池组就无法实现工作状态。所以，在电动车电池组的快速更换中，会将SOC的最小值作为电池组的SOC值。

2.2 整车运行模式

在该运行模式下，基于CAN总线模式，实现主控模块对电池温度、SOC、电压等信息进行接收。并针对电池系统的估算，对电池组做出科学的评价，以及故障报警。对于主控模块，其自身就具备有电流的测量功能，可以对电池的充放电起到较好的管理作用。同时，电池的绝缘性测量，也可以通过主控模块进行实现，如果电池组存在绝缘问题，那么也会做出报警反应。通过CAN总线，实现了主控模块对报警信息和电池信息的发送。且在监控器终端做出相应的反应，将相关充电信息发送至充电机。

3 结语

我国环境问题突出，且日益突出的交通污染再次引发人们的思考。近年来，电动车成为了人们绿色出行的重要工具，而电动车电池系统的安全、有效使用，是电动车日益发展的需求。该文基于热管理、均衡管理两方面，论述了相关的管理策略，这对于电池系统的维护管理，起到重要的实际作用，是提高电池安全使用率的重要指导资料。

参考文献

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