1. 研究目的与意义
由于电子产业不断的发展,人们对电子产品的性能要求越来越高,要求其能源的供体电源体积、质量尽可能小,能量尽可能提高。而锂电池作为新型电池,与其他蓄电池相比,具有更高的能量力比和体积比,自放电率低等优点,无疑是最好的选择。锂电池不仅被广泛应用在便携式电子产品领域而且在电动汽车、航天航空等领域也占据着举足轻重的地位。因此,电池管理系统也逐渐提上日程,成为人们研究的热点和难点,而准确估计电池的荷电状态SOC是锂电池管理系统有效运行的关键和前提。
2. 国内外研究现状分析
为确保电池性能良好,延长电池使用寿命,必须对电池进行合理有效的管理和控制。因此,国内外均投入大量的人力物力开展广泛深入的研究。在过去的十几年里,国外一些大的汽车生产商和电池生产商对电池管理系统的研究取得了一定的成果,比较有代表性的有:以美国 aerovironment 公司开发的 smart guard 系统(long-life battery using intelligent modular control system);德国的 b.hauck设计的 battman 系统;美国通用汽车公司生产的电动汽车 ev1 上的电池管理系统;美国 ac propulsion 公司开发的名为 batt-opt 和 batt-mon 的高性能电池管理系统;深海领域的电池管理系统等。
国内针对电动汽车的电池管理系统,仍然处于起步阶段。目前,有很多知名高校,依托自己的科技优势,联合一些大的汽车生产商和电池供应商共同开展研究。如北京理工大学、清华大学,北京航天航空大学等等,都取得了丰硕的成果:北京理工大学为纯电动汽车研制的电池管理系统以单片机为核心,采用分布式网络控制系统结构,可以实时检测动力电池的各种运行参数:电池 soc、总电压、总电流、单体模块电压、电池包内特征温度;可以根据电池状态进行故障诊断和报警,同时具有热管理功能等;系统参数通过 pc 进行标定,通过 can 总线与整车其他系统进行通信实现信息共享。系统已经在 bk 6121ev 纯电动公交客车上安装,可以有效地管理电动车辆有限的能量,实现电动车辆效率最大化,估计电池组的剩余电量及车辆续驶里程、单体电池及成组电池的检测与电池组温度控制、电机及空调等耗能部件的功率分配等内容;并解决了动车辆运营过程中的故障诊断、高压安全、充电通信接口、延长电池使用寿命、提高电动车可靠性等问题。清华大学为 ev-6580 轻型电动客车配套的电池管理系统,在行驶过程中可对电池的充放电电流、电压等参数进行实时测量和监控,防止过充电、过放电,提高了电池寿命和效率,同时还开发了与该系统相匹配的充电系统。
北京航空航天大学研制的镍氢电池管理系统的主要功能有:电流电压及电池箱温度的采集,soc 估计,运行状态判断和保护功能等。 此外,我国在十五期间设立电动汽车重大专门研究项目,经过几年的发展之后,取得很大的突破。在国家 863 计划 2005 年第一批立项研究课题中,就分别有湖南神舟公司承担的 7200 混合动力轿车用镍氢动力电池组及管理模块、eq6110 混合动力城市公交车用大功率镍氢动力电池及其管理模块、苏州星恒电源有限公司承担的燃料电池轿车用高功率型锂离子动力电池组及其管理系统、北京有色金属总院承担的解放牌混合动力城市客车用锂离子电池及管理模块等课题。 但是,由于电池的区别和试验条件不具备,电池管理系统的研制中还有许多关键技术没有解决好,技术不够成熟,具有很大的发展空间。
3. 研究的基本内容与计划
综合收集、整理目前国内外车载锂电池soc管理方法,分析方法的类别、优缺点,指出当前研究存在的热点问题、难点问题。
1.了解电池soc管理基本概念和功能组成;
2.分析整理国内外电池soc管理方法;
4. 研究创新点
分析现今已有的各个电池SOC电池管理方法的优缺点,取长补短,选出最合适当今社会的SOC管理方法。
