电池管理系统

概述

　　当今社会能源紧缺，环境污染等问题给人类提出了重要课题，各电池厂家积极研发研究出各种类型的蓄电池，尤其以锂离动力电池为先进的代表从而解决了这一难题。锂动力电池应用和推广的瓶颈，主要是在组合应用时电池组中的单只电池失效，导致电池组综合性能下降和电池组被超限使用。哈尔滨冠拓电源有限公司生产的“电池组管理系统”通过对电池组中串联单体电池电压、电流、环境与操作温度的采集、分析、决策，经过接口与充电器、负载控制器、指示仪表等外部设备功能联动，实时对电池组工作状态检测，延长电池组使用寿命，从而打开了这一瓶颈。

技术指标

　　1 管理系统采用模块化设计，共10块电压采集模块，每个电压采集模块有一个温度测量传感器，共有10个温度测量点。电流测量使用独立的模块，电压采集、电流采集有上位机管理和控制。电压和电流模块采用标准模块。

　　2 单体电压采样范围0~5V，采样精度±15mV、

　　电流采样范围0～300A，采样精度1A

　　温度采样范围－20℃ ～ 80℃，采样精度±1℃

　　3 控制方式

　　电压管理：

　　电池组工作时（放电），限制输出：当任何一只电池压降到3.65V时（可设置），点亮一只$闪烁发光二极管警报灯，给电机控制器信号限制输出。停止输出：当任何一只电池压降到3.3V时（可设置），发出一个继电器闭合信号，给电机控制器信号控制电机停止输出。强制断开：当任何一只电池压降到3.0V时，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，延时20S后发出一个继电器闭合信号，控制切断接触器切断电池放电总回路，继电器触点为常开。

　　电池组充电时，当任何一只电池电压超过4.3V时，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，信号送至充电机，充电机受控立即停止充电，或送至电机控制器，停止能量回收。

　　温度管理：

　　电池组放电时，当检测到任何一个温度大于40℃时，发出一个继电器闭合信号，启动风扇，当温度大于52℃时，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，给电机控制器，限制电机控制器输出。风扇启动后当温度降到36℃时，风扇停转。

　　电池组充电时，当检测到任何一个温度大于40℃时，发出一个继电器闭合信号（和上面的继电器是同一个），启动风扇，当温度大于52℃时，点亮一只红色闪烁发光二极管警报灯，信号给充电机，停止充电机输出。风扇启动后当温度降到36℃时，风扇停转。

　　大于52℃时点亮的发光二极管和电压超过4.3V时点亮的发光二极管是同一个。

计算机通讯

　　管理系统主控模块有USB的输出接口，可以实现与计算机之间的通信。主控模块带有一个CAN2.0B接口，可以通过CAN协议与其他设备通信。

　　管理系统的参数调整可以通过触摸彩屏的按钮完成。

　　通过计算机软件可以随时接收电池组工作时的信息，显示和记录内容包括单体电池电压、温度、电流、SOC和总电压，记录格式为记事本或Excel。根据记录数据可绘制和打印时间/电压（电流）、电压（时间）/容量曲线。

　　管理模块有数据保存功能，随时保存电池组上传给上位机的3天的数据，数据内容为单体电池电压、充放电电流、温度、SOC值。通过计算机可以读取存储器上的数据，存储器可以采用闪存存储器或存储卡的形式，数据在存储器中可以长期保存。

主控模块

　　主控模块采用彩色5.6寸或4.3寸触摸液晶屏，数据采样时间为500ms。

　　SOC的精度要求±8%。

　　管理系统工作电压DC12V，由外部提供。

　　管理系统工作时耗电小于5W，非工作状态耗电小于25mW。

　　有锂动电池使用的地方就有电池管理系统的身影，电池管理系统将与绿色能源一起给我们的社会带来新的曙光。

功能

     一般而言电动汽车电池管理系统要实现以下几个功能：
     准确估测动力电池组的荷电状态：
     准确估测动力电池组的荷电状态 (State of Charge，即SOC)，即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。
     动态监测动力电池组的工作状态：
     在电池充放电过程中，实时采集电动汽车蓄(应该为动力电池组)电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外，还要建立每块电池的使用历史档案，为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等提供资料，为离线分析系统故障提供依据。
     单体电池间、电池组间的均衡：
     即在单体电池、电池组间进行均衡，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。电池均衡一般分为主动均衡、被动均衡。目前已投入市场的BMS，大多采用的是被动均衡。均衡技术是目前世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。