电动汽车BMS及NMS
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电动汽车BMS及NMS
国外电池管理系统研究状况
3 BATTMAN系统 BATTMAN电池管理系统强调了将所有的不同型号动力型 电池组的管理做成一个系统，通过改变硬件的跳线和在软 件上增加选择参数的办法，来实现对不同型号电池组的管 理。之所以要这样作，是根据对不同型号的电池组的管理 可分为共同的部分和特殊的部分。而且共同的部分占很大 的比重，他认为这些共同的部分是： 决定电池能存贮的电流能量； 决定最弱电池单元的剩余电量； 能影响电池的运行和数据的记录； 温度的测量。
电动汽车BMS及NMS
对电动车，我们需要通过均衡来使电池获得最大 的使用容量。使用时，失衡电池会过早的达到终 止电压（尤其在4.1到4.3伏/节之间），从而促使 充电机停止充电。单体均衡可以解决这一问题， 他可以控制电压较高的电池以使其他电池达到同 一水平。用这种方法，充电机直到所有电池都同 时达到终止电压时才停止工作。 传统的铅酸电池可以通过适当的过充来解决，铅 酸电池并不会由于过充而成永久性的损坏。由于 过充的能量可以通过析气来释放，析气机制是解 决铅酸池均衡的一种很自然的方法。别的化学物 质，例如镍氢电池，也可以通过这种法来均衡。 由于锂电池不能被过充，不能采用上述这种方法 来均衡。因此，我们必须用别的方法。 目前国内外主要采用两大类方法：能耗的方法、 无能耗的方法。
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国外电池管理系统研究状况
1 BADICHEQ系统及BADICOaCH系统 BADICHEQ系统是在1991年开始设计的，并于1991年12 月首次装车实验，经过不断的实验和修改，于1992年4月 达到如下功能： 能同时对20个电池单元进行电压测量； 能进行电流和温度测量； 能根据电池单元对主充电机的充电电流进行控制； 能用一个小的充电机对单个电池进行均衡充电； 能储存历史数据和与PC机进行数据通信； 在仪表盘上显示最差电池单元的剩余电量、电池电流、实 际电池电量以及各种异常报警。
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国外电池管理系统研究状况
4 EV1的电池管理系统 通用汽车公司推出的EV1电动汽车由26个铅酸蓄电池供电， 放电深度80％，电池寿命是450个深放电周期，113公里 市内行驶里程（美国环保局指标，USA EPASchedule）， 145公里高速公路行驶里程（美国环保局指标，USA EPA Schedule）。EV1的电池管理系统概念定义包括四个组成 部分： 电池模块（用于汽车驱动和其它用电系统） 软件BPM（Battery Pack Module） 电池组热系统 电池组高压断电保护装置（High Voltage Disconnect） 可见，EV1的电池管理系统的核心是BPM。BPM有以下功 能： 单电池电压监测 电池组电流分流采样 电池组高压保护（保险电丝动汽）车BMS及NMS
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国外电池管理系统研究状况
6 BatOpt系统 该系统由每个电池上的监控模块和中心控制单元 组成一个分布式系统。通过two_wire总线，监控 模块向主控单元报告电池电压、温度等信息，主 控单元收集单体电池信息后，提供手动和自动充 电策略，它有如下特点： 每个模块提供5安培的均充电流； 模块有温度监控 two_wire总线接口。
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一个完整的蓄电池管理系统应该包括以下 这些方面: ①充放电管理 ②均衡充电 ③容量预测 ④电池状态检测
电动汽车BMS及NMS
电池管理系统的基本结构
电池管理系统测量 单个或小组电池的 电压、 温度、 电流 和内阻等参数 ,一方 面用于防止电池过 充、 过放和过热 ,另 一方面用来估计或 修正 SOC值。系统 还需实现均衡控制 和其他辅助功能。
国外电池管理系统研究状况
六个热敏电阻进行温度采样 以电池组的平均特性控制充电 过放电报警并降低电动汽车行驶性能 电量或里程计算，高压回流继电器（High Voltage Bus Relays） 总的说来，EV1的电池管理系统与一般意义上的电池管理 系统有区别，它把系统侧重点放在了电池组的可靠性 （Safety Features）上。EV1电池管理系统的可靠性措施 有： 电池组高压断电保护装置 手动断电开关 地线绝缘失效检测 自动开关与手动开关连锁
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国外电池管理系统研究状况
2 BADICOaCH是BADICHEQ系统的改进，它有以下特点： 它的一个最重要的特点是在每个电池单元上加一个非线性 电路(WLC)来测量电压，并将一个电池组的八个单元电压 都通过一条信号线传递给BADICOaCH系统，并在那里解 码； 装有两条PWM信号输出线来控制充电电流和电压的大小； 最差电池单元的剩余电量被显示出来； 给最差电池单元以过放保护，给出停止使用信号； 对最近24个充放电周期的详细数据进行存贮并允许在对电 池好坏作判断时进行快速查找电池基本信息和错误使用情 况； 与PC机数据传送采用RS232标准。
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国外电池管理系统研究状况
5 SmartGuard系统 这个系统的主要特点是在电池上装有一个分布式 的管理装置(用了专用IC)来测量电池的电压和温 度，在主控部件有信号来时还可起动电流旁路电 路。SmartGuard的主要功能有： 过充检测并防止过充； 提供放电极性反向报警； 电池历史记录和归档； 提供最差电池单元的剩余电量信息。
电动车上的电池一般都是采用多个电池串联使用 的，串联使用的电池的充放电和单体电池的充放 电过程相比较要复杂的多，主要原因就是在电池 组内电池的不一致性。电池的不一致性会严重影 响电动汽车的性能，因此对单体电池进行均衡也 十分重要。
电动汽车BMS及NMS
当电池出现过充或过放等异常情况时，电池的专 家诊断系统给出报警信号并对充电机或用电设备 给出控制信号，同时建立电池的历史档案，根据 这些历史档案给出每个电池的健康状态即维护信 息，起到电池保健医生的作用。 总之，电池管理系统是一个处于监控运行及保护 电池关键技术中的核心地位，能给出剩余电量和 功率强度预测、进行智能充电和电池诊断安全等 功能集合的综合系统。
电动汽车（蓄电池电动汽车） Battery Electric Vehicles(BEV)
电动汽车BMS及NMS
内容
电池管理发展状况分析 电池管理系统分析 整车能量管理系统分析 整车分析
电动汽车BMS及NMS
Hale Waihona Puke 针对纯电动汽车，电池管理系统不仅能够正确监 测使用过程中消耗的量，而且能够预测电池所剩 余的电量即剩余电量，并根据汽车的当前行预测 汽车的续驶里程，这样可减轻驾驶员的心理负担， 以避免半路抛锚。
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3 BATTMAN系统 BATTMAN电池管理系统强调了将所有的不同型号动力型 电池组的管理做成一个系统，通过改变硬件的跳线和在软 件上增加选择参数的办法，来实现对不同型号电池组的管 理。之所以要这样作，是根据对不同型号的电池组的管理 可分为共同的部分和特殊的部分。而且共同的部分占很大 的比重，他认为这些共同的部分是： 决定电池能存贮的电流能量； 决定最弱电池单元的剩余电量； 能影响电池的运行和数据的记录； 温度的测量。
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对电动车，我们需要通过均衡来使电池获得最大 的使用容量。使用时，失衡电池会过早的达到终 止电压（尤其在4.1到4.3伏/节之间），从而促使 充电机停止充电。单体均衡可以解决这一问题， 他可以控制电压较高的电池以使其他电池达到同 一水平。用这种方法，充电机直到所有电池都同 时达到终止电压时才停止工作。 传统的铅酸电池可以通过适当的过充来解决，铅 酸电池并不会由于过充而成永久性的损坏。由于 过充的能量可以通过析气来释放，析气机制是解 决铅酸池均衡的一种很自然的方法。别的化学物 质，例如镍氢电池，也可以通过这种法来均衡。 由于锂电池不能被过充，不能采用上述这种方法 来均衡。因此，我们必须用别的方法。 目前国内外主要采用两大类方法：能耗的方法、 无能耗的方法。
电动汽车BMS及NMS
国外电池管理系统研究状况
1 BADICHEQ系统及BADICOaCH系统 BADICHEQ系统是在1991年开始设计的，并于1991年12 月首次装车实验，经过不断的实验和修改，于1992年4月 达到如下功能： 能同时对20个电池单元进行电压测量； 能进行电流和温度测量； 能根据电池单元对主充电机的充电电流进行控制； 能用一个小的充电机对单个电池进行均衡充电； 能储存历史数据和与PC机进行数据通信； 在仪表盘上显示最差电池单元的剩余电量、电池电流、实 际电池电量以及各种异常报警。
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国外电池管理系统研究状况
4 EV1的电池管理系统 通用汽车公司推出的EV1电动汽车由26个铅酸蓄电池供电， 放电深度80％，电池寿命是450个深放电周期，113公里 市内行驶里程（美国环保局指标，USA EPASchedule）， 145公里高速公路行驶里程（美国环保局指标，USA EPA Schedule）。EV1的电池管理系统概念定义包括四个组成 部分： 电池模块（用于汽车驱动和其它用电系统） 软件BPM（Battery Pack Module） 电池组热系统 电池组高压断电保护装置（High Voltage Disconnect） 可见，EV1的电池管理系统的核心是BPM。BPM有以下功 能： 单电池电压监测 电池组电流分流采样 电池组高压保护（保险电丝动汽）车BMS及NMS
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国外电池管理系统研究状况
6 BatOpt系统 该系统由每个电池上的监控模块和中心控制单元 组成一个分布式系统。通过two_wire总线，监控 模块向主控单元报告电池电压、温度等信息，主 控单元收集单体电池信息后，提供手动和自动充 电策略，它有如下特点： 每个模块提供5安培的均充电流； 模块有温度监控 two_wire总线接口。
电动汽车BMS及NMS
一个完整的蓄电池管理系统应该包括以下 这些方面: ①充放电管理 ②均衡充电 ③容量预测 ④电池状态检测
电动汽车BMS及NMS
电池管理系统的基本结构
电池管理系统测量 单个或小组电池的 电压、 温度、 电流 和内阻等参数 ,一方 面用于防止电池过 充、 过放和过热 ,另 一方面用来估计或 修正 SOC值。系统 还需实现均衡控制 和其他辅助功能。
国外电池管理系统研究状况
六个热敏电阻进行温度采样 以电池组的平均特性控制充电 过放电报警并降低电动汽车行驶性能 电量或里程计算，高压回流继电器（High Voltage Bus Relays） 总的说来，EV1的电池管理系统与一般意义上的电池管理 系统有区别，它把系统侧重点放在了电池组的可靠性 （Safety Features）上。EV1电池管理系统的可靠性措施 有： 电池组高压断电保护装置 手动断电开关 地线绝缘失效检测 自动开关与手动开关连锁
电动汽车BMS及NMS
国外电池管理系统研究状况
2 BADICOaCH是BADICHEQ系统的改进，它有以下特点： 它的一个最重要的特点是在每个电池单元上加一个非线性 电路(WLC)来测量电压，并将一个电池组的八个单元电压 都通过一条信号线传递给BADICOaCH系统，并在那里解 码； 装有两条PWM信号输出线来控制充电电流和电压的大小； 最差电池单元的剩余电量被显示出来； 给最差电池单元以过放保护，给出停止使用信号； 对最近24个充放电周期的详细数据进行存贮并允许在对电 池好坏作判断时进行快速查找电池基本信息和错误使用情 况； 与PC机数据传送采用RS232标准。
电动汽车BMS及NMS
国外电池管理系统研究状况
5 SmartGuard系统 这个系统的主要特点是在电池上装有一个分布式 的管理装置(用了专用IC)来测量电池的电压和温 度，在主控部件有信号来时还可起动电流旁路电 路。SmartGuard的主要功能有： 过充检测并防止过充； 提供放电极性反向报警； 电池历史记录和归档； 提供最差电池单元的剩余电量信息。
电动车上的电池一般都是采用多个电池串联使用 的，串联使用的电池的充放电和单体电池的充放 电过程相比较要复杂的多，主要原因就是在电池 组内电池的不一致性。电池的不一致性会严重影 响电动汽车的性能，因此对单体电池进行均衡也 十分重要。
电动汽车BMS及NMS
当电池出现过充或过放等异常情况时，电池的专 家诊断系统给出报警信号并对充电机或用电设备 给出控制信号，同时建立电池的历史档案，根据 这些历史档案给出每个电池的健康状态即维护信 息，起到电池保健医生的作用。 总之，电池管理系统是一个处于监控运行及保护 电池关键技术中的核心地位，能给出剩余电量和 功率强度预测、进行智能充电和电池诊断安全等 功能集合的综合系统。
电动汽车（蓄电池电动汽车） Battery Electric Vehicles(BEV)
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内容
电池管理发展状况分析 电池管理系统分析 整车能量管理系统分析 整车分析
电动汽车BMS及NMS
Hale Waihona Puke 针对纯电动汽车，电池管理系统不仅能够正确监 测使用过程中消耗的量，而且能够预测电池所剩 余的电量即剩余电量，并根据汽车的当前行预测 汽车的续驶里程，这样可减轻驾驶员的心理负担， 以避免半路抛锚。