2.1电动轿车研讨情况及车载电池办理体系的重要性
在电动轿车族中首要展开起来的是纯电动轿车（EV），它的动力彻底由车载的电池组供给，现在因为受电池本钱高、续驶路程短、充电设备缺乏的约束，它彻底走向市场化还有必定间隔。混合电动车（HEV）是电动轿车研发中的后起之秀，它归纳了传统轿车引擎驱动与电机驱动的两大长处，HEV的首要动力仍然是汽油、柴油燃料，电池组的能量首要用在轿车发动、爬坡行进时为轿车供给辅佐动力；在刹车时，电动机处于发电情况，能量收回到电池组中。传统轿车相当多的污染是在发动时由发动机发生的，因而HEV既处理了大部分的环境污染问题，又不受EV的行进路程的约束，并且还下降了能耗，提高了轿车的功率和主动化程度。另一方面，HEV上装备的电池容量和分量都要比EV小得多，其电池本钱大幅度下降，现在已小批量出产出售近20万辆。
对电动轿车研讨打开得比较早的研讨机构、公司多会集在美、日、欧等发达国家。轿车车体的研发首要是会集在2～5座的轿车上；电池曾经多选用铅酸电池，现在则用镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池；驱动电机既有直流电机，也有沟通电机，电机接连功率多在15KW～50KW之间；快速充电方法及制动能量收回方法的研讨也有很大的展开。
现在国内多家轿车厂也已打开了电动轿车的研发和开发，“九五”期间，东风轿车公司联合多家单位成功研宣布了一辆电动概念车。“十五”期间，国家已投入很多人力、物力进行对电动车的研发开发。本论文课题便是结合国家“863”混合电动轿车项目打开研讨和实验作业的。
针对纯电动轿车，电池办理体系不只可以正确监测运用进程中耗费的电池能量，并且可以猜测电池所剩下的电量即剩下电量，并依据轿车的当时行进工况，猜测轿车的续驶路程，这样可减轻驾驶员的心思担负，以避免半路抛锚。而关于混合电动轿车，电池办理体系不只要监测电池的剩下电量SOC，还要猜测电池的功率强度，以便监控电池的运用工况，在轿车发动和加快时供给满足的输出功率，刹车时电池组能收回更多的能量即供给满足的输入功率，并且不对电池组形成损伤。电池的剩下电量直接决议EV的最大续驶路程；而电池的功率强度则直接影响HEV的加快功用，对他们的情况估量是电动轿车展开的关键技能之一。
电动车上的电池一般都是选用多个电池串联运用的，串联运用的电池的充放电和单体电池的充放电进程比较较要杂乱的多，首要原因便是在电池组内电池的不一致性。电池的不一致性会严峻影响电动轿车的功用，因而对单体电池进行均衡也十分重要。
当电池呈现过充或过放等反常情况时，电池的专家确诊体系给出报警信号并对充电机或用电设备给出操控信号，一起树立电池的历史档案，依据这些历史档案给出每个电池的健康情况即维护信息，起到电池保健医师的效果。
总归，电池办理体系是一个处于监控运转及维护电池关键技能中的中心位置，能给出剩下电量和功率强度猜测、进行智能充电和电池确诊安全等功用调集的归纳体系。
2.2国外电池办理体系研讨情况
跟着近十年来电动轿车研讨和运用的不断升温，国外一些大的轿车出产商和电池供货商针对各种电池作了很多研讨及实验，总结出电池的数学模型，并成功开宣布许多电池办理体系装在车上试用。比较有代表性的有：德国Mentzer Electronic GmbH和Werner Retzlaff为首规划的BADICHEQ体系及BADICOaCH体系；德国的B.Hauck规划的BATTMAN体系；美国通用轿车公司出产的电动轿车EV1上的电池办理体系；美国Aerovironment公司开发的SmartGuard体系（Long——Life Battery Using Intelligent Modular Control System）；美国AC Propulsion公司开发的名为BatOpt的高功用电池办理体系；日本丰田的混合车用体系。
电动轿车的繁荣展开为相关的电池电子技能的展开供给了巨大的关键。电池电子技能便是针对电池这样一个杂乱的电化学体系，依托于电力电子技能、单片机技能、智能操控与含糊逻辑和电化学科学等相关学科而鼓起的新运用技能领域分支。电池电子技能的方针便是将电池运用面向一个更高的阶段，到达少维护、无人办理、高安全、智能化和无公害，最大极限的优化电池的运用和延伸电池的寿数。
BADICHEQ体系是在1991年开端规划的，并于1991年12月初次装车实验，经过不断的实验和修正，于1992年4月到达如下功用：
- 能一起对20个电池单元进行电压丈量；
- 能进行电流和温度丈量；
- 能依据电池单元对主充电机的充电电流进行操控；
- 能用一个小的充电机对单个电池进行均衡充电；
- 能贮存历史数据和与PC机进行数据通信；
- 在外表盘上显现最差电池单元的剩下电量、电池电流、实践电池电量以及各种反常报警。
BADICOaCH是BADICHEQ体系的改善，它有以下特色：
- 它的一个最重要的特色是在每个电池单元上加一个非线性电路（WLC）来丈量电压，并将一个电池组的八个单元电压都经过一条信号线传递给BADICOaCH体系，并在那里解码；
- 装有两条PWM信号输出线来操控充电电流和电压的巨细；
- 最差电池单元的剩下电量被显现出来；给最差电池单元以过放维护，给出停止运用信号；
- 对最近24个充放电周期的具体数据进行存贮并答应在对电池好坏作判别时进行快速查找电池基本信息和过错运用情况；
- 与PC机数据传送选用RS232规范。2.2.2 BATTMAN体系
BATTMAN电池办理体系强调了将一切的不同类型动力型电池组的办理做成一个体系，经过改动硬件的跳线和在软件上添加挑选参数的方法，来完成对不同类型电池组的办理。之所以要这样作，是依据对不同类型的电池组的办理可分为一起的部分和特别的部分。并且一起的部分占很大的比重，他以为这些一起的部分是：
- 决议电池能存贮的电流能量；
- 决议最弱电池单元的剩下电量；
- 能影响电池的运转和数据的记载；
- 温度的丈量。
2.2.3 EV1的电池办理体系
通用轿车公司推出的EV1电动轿车由26个铅酸蓄电池供电，放电深度80％，电池寿数是450个深放电周期，113公里市内行进路程（美国环保局目标，USA EPA Schedule），145公里高速公路行进路程（美国环保局目标，USA EPA Schedule）。
EV1的电池办理体系概念界说包含四个组成部分：
- 电池模块（用于轿车驱动和其它用电体系）
- 软件BPM（Battery Pack Module）
- 电池组热体系电池组高压断电维护设备（High Voltage Disconnect）
可见，EV1的电池办理体系的中心是BPM.BPM有以下功用：
- 单电池电压监测
- 电池组电流分流采样电池组高压维护（保险丝）
- 六个热敏电阻进行温度采样
- 以电池组的均匀特性操控充电
- 过放电报警并下降电动轿车行进功用
- 电量或路程核算高压回流继电器（High Voltage Bus Relays）
总的说来，EV1的电池办理体系与一般意义上的电池办理体系有差异，它把体系侧重点放在了电池组的可靠性（Safety Features）上。EV1电池办理体系的可靠性办法有：
- 电池组高压断电维护设备
- 手动断电开关
- 地线绝缘失效检测
- 主动开关与手动开关连锁
2.2.4 SmartGuard体系
这个体系的首要特色是在电池上装有一个分布式的办理设备（用了专用IC）来丈量电池的电压和温度，在主控部件有信号来时还可起动电流旁路电路。
SmartGuard的首要功用有：
- 过充检测并避免过充；
- 供给放电极性反向报警；
- 电池历史记载和归档；
- 供给最差电池单元的剩下电量信息。
2.2.5 BatOpt体系
该体系由每个电池上的监控模块和中心操控单元组成一个分布式体系。经过two_wire总线，监控模块向主控单元陈述电池电压、温度等信息，主控单元搜集单体电池信息后，供给手动和主动充电战略，它有如下特色：
- 每个模块供给5安培的均充电流；
- 模块有温度监控
- two_wire总线接口。
2.3国内电池办理体系研讨
现在，国内电池办理体系也有近10家在打开研讨作业，有的单位已开宣布办理体系，可是因为车载电池的差异和实验条件不具备，车用电池办理体系的研发中还有许多关键技能没有处理好，技能不行老练，具有很大的展开空间。
一些研讨机构研发的电池办理体系首要是针对电池组静态进行的充放电实验，动态问题考虑少。在混合电动车上，电池的运用情况愈加杂乱，大容量电机带来的搅扰问题也愈加严峻、杰出。这些对电池办理体系的可靠性、适应性、安全性，都提出了更高的要求。
本课题组曾经研宣布了针对镍氢电池的BMS-Ⅰ、BMS-Ⅱ体系。在此基础上，考虑锂电池大客车的要求并归纳国外的先进效果，对办理体系的规划思维及结构，特别是硬件做了很大改善，完成了新的锂电池办理体系。这套办理体系与曾经的体系比较，有了很大的前进，功用愈加先进和完善，规划思路也更趋于合理。
如选用移位电路丈量单电池电压、多CAN总线通讯及数据传输、单总线丈量温度，新的SOC估量算法，引进均衡模块和含糊确诊专家体系等；体系结构也完成了分布式、模块化。人机交互界面上也做到了人性化，进一步提高了实用性。
