1 电池办理体系(BMS)界说
锂离子电池的安全作业区域如图1所示。BMS的首要任务是确保电池体系的规划功用：1)安全性;;2)耐久性;3)动力性。
图1 锂离子电池安全作业区域暗示
BMS软硬件的根本结构如图2所示，应该具有的功用：1)电池参数检测。2)电池状况估量。3)在线毛病诊断。4)电池安全操控与报警。5)充电操控。6)电池均衡。7)热办理。8)网络通讯。9)信息存储。10)电磁兼容。
图2 车用BMS 软硬件根本结构
2 电池办理体系关键技能
2.1 电池办理体系对传感器信号的要求
2.1.1 单片电压收集精度
一般地，为了安全监控，电池组中的每串电池电压都需求收集。不同的体系对精度的要求不一样。
图3 单体电池OCV曲线及其电压收集精度要求
关于LMO/LTO电池，单体电压收集精度只需到达10 mV。关于LiFePO4/C电池，单体电压收集精度需求到达1mV左右。但现在单体电池的电压收集精度大都只能到达5 mV。
2.1.2 采样频率与同步
电池体系信号有多种，而电池办理体系一般为分布式，信号收集进程中，不同操控子板信号会存在同步问题，会对实时监测算法产生影响。规划BMS时，需求对信号的采样频率和同步精度提出相应的要求。
2.2 电池状况估量
电池各种状况估量之间的联系如图4所示。电池温度估量是其他状况估量的根底。
图4 电池办理体系算法结构
2.2.1 电池温度估量及办理
温度对电池功用影响较大，现在一般只能测得电池表面温度，而电池内部温度需求运用热模型进行估量。依据估量结构对电池进行热办理。
图5 电池内部温度估量流程
2.2.2 荷电状况(SOC)估量
SOC算法首要分为单一SOC算法和多种单一SOC算法的交融算法。单一SOC算法包含安时积分法、开路电压法、依据电池模型估量的开路电压法、其他依据电池功用的SOC估量法等。交融算法包含简略的批改、加权、卡尔曼滤波以及滑模变结构办法等。
卡尔曼滤波等依据电池模型的SOC估量办法准确牢靠，是现在的干流办法。
2.2.3 健康状况(SOH)估量
SOH是指电池当时的功用与正常规划目标的违背程度。图6为电池功用衰减原理简略暗示图。现在SOH估量办法首要分为耐久性经历模型估量法和依据电池模型的参数辨识办法。
图6 锂离子电池双水箱模型
2.2.4 功用状况(SOF)估量
估量电池SOF能够简略认为是在估量电池的最大可用功率。常用的SOF估量办法能够分为依据电池MAP图的办法和依据电池模型的动态办法两大类。
2.2.5 剩下能量(RE)或能量状况(SOE)估量
RE或SOE是电动汽车剩下路程估量的根底，与百分数的SOE比较，RE在实践的车辆续驶路程估量中的使用更为直观。
图7 电池剩下能量(RE)暗示
图8是一种适用于动态工况的电池剩下放电能量准确猜测办法EPM(energy prediction method)。
图8 电池剩下放电能量猜测办法(EPM)结构
2.2.6 毛病诊断及安全状况(SOS)估量
毛病诊断是确保电池安全的必要技能之一。安全状况估量归于电池毛病诊断的重要项目之一，BMS能够依据电池的安全状况给出电池的毛病等级。
2.2.7 充电操控
充电析锂是影响电池寿数的主因，现在关于析锂的机理已经有了研讨，依据析锂状况辨认的充电办理将是往后的首要研讨方向，应在确保电池负极不发生析锂情况下，尽可能增大充电电流，缩短充电时刻。
2.2.8 电池共同性与均衡办理
单体电池的不共同性将终究影响电池组的寿数，首要是由单体电池容量衰减差异(不行康复)和荷电量差异两者形成。后者能够经过均衡办法来补偿。
电池均衡算法分为依据电压共同的均衡战略、依据SOC共同的均衡战略和依据剩下充电电量的均衡战略。最终一种均衡算法束缚较宽、功率较高(图9)。
图9 依据剩下充电容量的耗散式均衡的暗示
3 定论
锂离子电池办理体系的根本研讨办法为：
1)对锂离子电池机理进行研讨，深化了解电池功用演化进程;
2)对锂离子电池功用进行测验研讨，确认影响电池功用的主次要素及规则;
3)选用依据机理、半经历或经历的建模办法，树立电池办理体系可实践使用的电池体系模型;
4)在运转进程中，依据可收集的数据，选用在线或离线辨认电池体系参数，估量出电池状况(SOC、SOH、SOF、SOE 及毛病)，并经过网络告诉整车操控器，确保车辆安全牢靠运转。
