电池管理系统国内外研究状况

电池管理系统国内外研究状况
1国外对电池管理系统的研究
对混合动力汽车的研究及应用正值当前汽车行业的热门阶段。

针对混合动力汽车的车载电池，国外许多大型的汽车企业和电池生产厂商进行了大量的研究和试验，并通过建立相应的数学模型，开发出了较为先进的电池管理系统，且在汽车上进行了实际的应用。

其中主要有：
1）美国的Aerovironment公司的Smart Guard系统。

该系统的主要作用包括：检测和控制电池过充电、记录电池工作状态、显示异常电池单元的信息。

其原理主要是通过在电池上安装的分布管理设备，可以准确地测得电池的实时工作状态（温度和电压）；当接收到主控部件传递的信号时，可以启动电流旁路电路。

2）美国ACPropulsion公司设计的BatObt电池管理系统。

这种高性能的系统是在每个单体电池上安装了由中心控制单元和监控模块组成的分布管理设备，电池的实时电压及温度等状态信息则通过two wire总线，利用监控模块将测得并传递给主控单元，最后可通过手动方式或自动方式根据反馈信息采取相应的充电策略。

这种系统的主要特征是每个安装在电池单元的模块有温度监控功能，且均可提供5A的充电电流；采用了tow wire总线接口。

3）德国B.Hauck研发的BATTMAN电池管理系统。

对于不同型号的动力电池，这种系统更侧重于把对各个电池的管理合成为同一系统，管理方式则是通过增设可选参数以及变换硬件跳线的方式。

其原理主要是依据型号不一样的电池组有相同部分与特殊部分。

其中，相同部分所占比例很大，且不仅影响着了电池的最大蓄电量和电池单体的剩余电量，还与记录电池的工作状态和数据，以及测量电池的实时温度有关。

2国内对电池管理系统的研究
我国对于传统内燃机汽车的研究起步比较晚，研发水平及研发条件与发达国家之间存在一定差距，但在新能源汽车的起步方面，我国与西方国家几乎处于同一水平。

在“十五”期间，我国启动了新能源汽车的重大专项项目；在“十二五”期间，我国政府从政策支持、市场规模、产品技术、基础设施等方面着手，我国新能源汽车发展取得了显著的成绩和突出的亮点。

经过这十几年的发展，我国在电池管理技术上有了显著成就，发展水平与发达国家基本持平。

电池管理系统在国内的发展主要以高校的科研，其中较为突出的是：
1）同济大学以对三元锂电池放电过程中，时间系数与电池相应开路时间关系的研究为基础，提出了一种较为合理的弛豫电压模型的电池管理系统，并利用该模型对不同老化状态与SOC的状态间的规律进行了研究，得到了可信度较高的对电池在特定SOC下的老化状态的估算模型；
2）北京交通大学研发的电池管理系统，已在长安公司生产的混合动力汽车上进行了应用，这种系统的特点是利用了智能的神经网络算法对电池的荷电状态进行了估算，并通过试验表明这种算法具有较好的可信度。

其系统的主要功能有：对动力电池组的实时工作状态（电池组的总电压以及单体电池的端电压、充放电电流和温度）进行监测；对电池组的SOC（电池的荷电状态）进行估测，以预测的电池组的剩余电量为根据，将电池的SOC值控制在30%~70%的范围内；对动力电池组电压过大或过小、温度过高等故障进行预测及警报；对电池组的热平衡进行管理；对汽车各个系统的高压绝缘性能进行监测，并对异常状态进行警报。

3）中国汽车技术研究中心基于一种根据温度和电压对电流倍率共同进行调节的多阶段充电策略，对电池管理系统在低温环境下对电池进行充电的效果进行了研究，通过协调温度和电压来调整充电策略，使充电电流与电池的电化学状态相适应，可以有效提高低温状态下的充电效率。

4）北方工业大学所研发的电池管理系统主要包括了对电流、电压和温度的测量。

其系统的主控器为TMS320LF2407；利用电流型霍尔元件LT308对电池组的电流进行测量，利用放大电路的放大作用后，电流值在经过A/D芯片的转换后即可得到；利用光电继电器，可对电池的电压进行切换，以此来对电池单体的端电压以及电池组的总电压进行测量；利用热敏电阻可以起到温度传感器的作用，从而可以电池的温度进行监测。

由以上可知，国内对电池管理系统的研究主要侧重于单体电池，研究内容以对电池的充放电控制、故障监测与报警、电池组热管理以及SOC估算为主，且
研究水平大多处于试验研究阶段，尚未形成较为成熟的产业化。

而在实际的应用中，对不同电池的电池管理系统通常需要重新研发，从而大大提高了研发的周期和成本。