蔣超宇 楊學平 楊繼璽

摘要：在當前電力汽車的日常運行中，最關(guān)鍵的就是要實現(xiàn)對動力電池系統(tǒng)的科學合理化管理，這樣才能夠促使動力電池控制在最佳的工作區(qū)間。其中，要想實現(xiàn)對電動汽車動力電池管理系統(tǒng)的控制與管理。就要對電池性能、電性能、安全性能以及使用壽命進行測試與檢驗，最終來實現(xiàn)對動力電池管理系統(tǒng)的控制。因此在本文中，對當前電動汽車的動力電池管理系統(tǒng)中電池性能、電性能、安全性能以及使用壽命進行的檢測，從而來提高電池的使用壽命和安全穩(wěn)定性，最終實現(xiàn)了對電動汽車動力電池的科學化管理。

關(guān)鍵詞：電動汽車;動力電池;管理系統(tǒng);控制方法

中圖分類號：TM912? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）02-0193-02

1? 動力電池系統(tǒng)的概述

在當前電動汽車的動力電池系統(tǒng)中，主要包含了三部分結(jié)構(gòu)，分別是電池組、電池管理系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)。在電動汽車的運行過程中，需要保證三部分相互之間的配合，進而可以根據(jù)不同的運行情況來進行充放電，從而進一步的實現(xiàn)對動力電池狀態(tài)的實時監(jiān)控，對動力電池中能量的管理和安全管理以及健康管理。電池指的是組成動力電池中的基本單元，一般是通過電池結(jié)的組成技術(shù)來將電池單元進行串并聯(lián)的連接，從而來滿足汽車在運行過程中對動力電池功率和能量的各項要求。電池管理系統(tǒng)指的是電池管理系統(tǒng)的控制板，電流電壓溫度檢測元器件以及相關(guān)的信息采集、控制和約束來組成。電池管理系統(tǒng)主要是對電池組中的電池進行科學合理的控制和管理。但是電氣系統(tǒng)是由電池切斷單元、高壓連接、低壓控制通訊線束來組合而成，用于連接電池管理系統(tǒng)和電池組，進而促使動力電池能夠進行能量的分配和進行安全的防護，也就是保證電動汽車可以持續(xù)穩(wěn)定的運行。

總而言之，在動力電池系統(tǒng)的三個組成部分中，動力電池占據(jù)著核心地位，電池管理系統(tǒng)作為控制的關(guān)鍵，來實現(xiàn)對動力電池狀態(tài)的控制，同時結(jié)合熱管理的相關(guān)部件來進一步的保證能夠為動力電池提供舒適的工作和運行環(huán)境。

2? 電池管理系統(tǒng)

2.1 電池管理系統(tǒng)中電氣架構(gòu)

簡單來說，電池管理系統(tǒng)主要是采用了分布式電池管理系統(tǒng)，包含了一個主控制器，一個高壓控制器和兩個從控制器以及其他的材料控制線束來組合而成，在合成的過程中，一般可以通過CAN總線來實現(xiàn)各個控制器之間的信息交流和控制。（圖1）

主控制器，主要是控制從控制器和高壓控制器上傳的信息進同時來進一步的控制Dolly電池在運行中的狀態(tài)，還可以對出現(xiàn)的故障進行診斷和及時的處理。而高壓控制器主要是通過實時的采集并上報動力電池中的總電壓，各路各種數(shù)據(jù)信息，從而來可以為后期的計算和電狀態(tài)、健康狀態(tài)的分析來提供準確的數(shù)據(jù)信息，也可以實現(xiàn)預充電檢測和絕緣檢測功能。從控制器，一般是用于收集和上報動力電池單體電壓的各項數(shù)據(jù)信息。及時的反饋每一串電池中SOC和SOH，最終來保證動力使用過程中電芯的一致性。對于采樣控制線束來說，主要是促使動力電池中各種信息收集和控制器信息交換來提高硬件支持。

2.2 電池管理系統(tǒng)中的控制方法

要想保證電動汽車中動力電池系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)正常的運行，電池壽命可以滿足電動汽車的要求，并且保證動力電池系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行等，都需要對動力電池的循環(huán)壽命進行控制，從而來進一步保證動力電池能夠安全穩(wěn)定的運行并且進行使用。

動力電池管理系統(tǒng)的控制方法中，主要包括了四個方面的控制方法。第一是對工作模式的控制，電池管理系統(tǒng)包括了待機、放電、充電、故障四種模式，根據(jù)不同的模式來展開對應的功能。第二是對預充電的控制，在控制的流程中，首先是通過bms即時檢測vcu發(fā)來的預充使能信號，進而來閉合相關(guān)的接觸器，同時及時的反饋接出去當前的狀態(tài)，還需要檢測動力母線的電壓與動力電池電壓之間的關(guān)系。如果某些中電壓達到相關(guān)的條件數(shù)值時，及時的切斷預充的回路，從而來完成預充電的控制過程。第三是對充放電的控制過程，主要是通過對周邊環(huán)境中的溫度，動力電池中SOH和SOC以及可充電的功率等不同維度來實現(xiàn)控制和管理，從而來及時的保證動力電池能夠快速充電。最后是對熱管理的控制。對熱管理的控制中，主要是通過環(huán)境中的溫度以及動力電池中的溫度信息來進一步的對動力電池充放電力進行評估，科學合理的控制開啟和關(guān)閉加熱器的裝置。

3? 當前電動汽車中動力電池的管理與測試方法

3.1 在對動力電池進行管理和檢測中的相關(guān)問題分析

準確的來說，在當前對電池企業(yè)生產(chǎn)出的產(chǎn)品進行性能測試時，一般是采取單體電池來進行。其中在檢測時是在實驗條件的情況下來進行對單體電池的測定。其中，對于包動力電池來說，自身的各個單體電池均存在一些差異性，從而使得電池的性能和單體電池在進行測試的過程中出現(xiàn)了較大的改變。因此，在當前對電池性能測試的過程中，首先是需要重視對電池中SOC的測試估計，此外還需要進一步的分析出單體電池在總電池組中起到的作用和具體的出力情況，這樣才可以進一步準確的分析出具體的單體電池的具體作用。為了進一步的調(diào)查單體電池的具體作用，對現(xiàn)有的文獻資料進行了充分的調(diào)查與分析，了解到當前對電池中的SOC的檢測估算方法包括了，可以通過對電壓、電流、溫度等來直接的測量外特性參數(shù)，從而來可以準確的分析出電池本身具有的特性。但是在對動力電池來說，需要工作人員來準確的掌握電池所處的壽命狀態(tài)，這是因為電池自身的壽命狀態(tài)會存在較大的差別，因而就需要及時的了解電池的壽命狀態(tài)，最終來及時的進行壽命狀態(tài)的修正模型，提高動力電池的使用壽命。

3.2 當前動力電池中管理的現(xiàn)狀

隨著國家智能電網(wǎng)的發(fā)展，國家正在和地方政府加強對電動汽車的合作，其中是集中在對電動汽車的充電設(shè)施方面的投資與研究。簡單來說，當前的電力公司會建立相關(guān)的電動汽車的充電設(shè)施的相關(guān)一系列的標準，從而來及時的實現(xiàn)充電站和電網(wǎng)之間的互動力度。準確的來說，電網(wǎng)公司實施的電動汽車的充電設(shè)施可以進一步的提高電動汽車在充電中的效能和所提供的服務質(zhì)量水平，最終可以進一步的提供標準化的信息。也就是可以用于對動力電池中SOC估算檢測的數(shù)據(jù)信息源，便于展開相對應的建設(shè)。

3.3 當前對動力電池中管理中的具體內(nèi)容

以混合動力汽車鋰電池為對象，通過電池的實際運行環(huán)境和電池容量衰退多種影響因素的分析，利用LabVIEW虛擬編程軟件和NI硬件搭建電池的功能模型，從電池的電壓、溫度和電流三個參數(shù)方面進行與實際運行環(huán)境條件下的電池壽命測試。其中，首先是要完成硬件的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)模型的工作要求，完成模型硬件主要芯片的選型。第二是要充分的利用LabVIEW虛擬開發(fā)平臺搭建電池模型的軟件功能模型：實時采集、離線回放、數(shù)據(jù)處理、故障診斷、數(shù)據(jù)保存等設(shè)計。第三是加大對模型進行集成測試，從而來通過傷真測試驗證模型的功能可用性。

在對動力電池進行測試和管理的過程中，要確保完成對應的研究任務，第一是完成深合動力汽車理電池參數(shù)模型的總體設(shè)計方案。第二是完成模型硬性主控芯片的選型。第三是搭建模型虛擬開發(fā)平臺。第四是完成模型功能調(diào)試，并驗證模型穩(wěn)定性和準確性。

3.4 采取的研究方法及可行性分析

在當前對電池中硬件設(shè)計的過程中，首先硬件在設(shè)計時首先是需要根據(jù)硬件的相關(guān)原則和規(guī)范來進行，從而可以進一步的確定出電池中具體的硬件芯片的型號，在硬件中各個模塊的具體設(shè)計中的硬件戶品的集成是屬于在相對應的軟件平臺和相關(guān)儀器的基礎(chǔ)上來進行對硬件瓷源的具體配置設(shè)計和對接口的調(diào)試。其中在軟件的模型的設(shè)計和分析過程中是需要根據(jù)相關(guān)的原則來準確的對電池硬件進行測試與分析，之后再進行對動力電池硬件中部分軟件功能和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，同時需要制定相關(guān)對軟件功能和結(jié)構(gòu)的測試程序。第三步就是對硬件中其他功能進行具體的評細設(shè)計，并且還需要進行對軟件文檔的設(shè)計。但是在編程調(diào)試的階段中，是需要在具體仿真的狀態(tài)下來進行調(diào)試。但是，硬件和軟件模型的集成是需要一起進行調(diào)試和和聯(lián)調(diào)，同時還需要在各個階段中進行測試和實驗。

簡單來說，當前動力電池中的虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)融合了模塊化硬件、開發(fā)技術(shù)以及PC技術(shù)，因而在對電動汽車的動力電池進行調(diào)試和測試的過程中，可以通過相對應的軟件來建立相對應的收器，而軟件的定義卻比軟件廠家生產(chǎn)出定義臺式儀器的功能更加的全面和靈活。而且因為軟件中含有了PC技術(shù)，進一步快速的提高了對運行速度的提升。近年來，隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，使得虛報儀器技術(shù)的功能、技術(shù)、性能來有了顯著的提高，從而進一步的取代了傳統(tǒng)的儀器。準確的來說，當前的虛擬技術(shù)可以進一步的成為檢測電動汽車或者動力電池的最佳測試模型，從而來減輕工作人員的工作難度，可以準確的掌握相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。

4? 結(jié)語

在混合動力汽車的運行中，最關(guān)鍵的就是需要保證電池管理系統(tǒng)的科學合理化運行，從而來延長電池的使用壽命，保證電動汽車可以安全的運行，提高整個車輛的性能。此時就需要對電池管理系統(tǒng)進行控制和測試。在本文中，通過利用LabVIEW虛報開發(fā)平臺和硬件結(jié)構(gòu)搭建混合動力汽車鋰電池數(shù)據(jù)監(jiān)控模型，為混合動力汽車的電池數(shù)據(jù)采集和故障診斷提高條件。而且本文專注于鋰電池三參數(shù)與電池壽命的關(guān)聯(lián)分析，為混合動力汽車鋰電池發(fā)展提供依據(jù)，進一步的為后續(xù)電動汽車中動力電池管理系統(tǒng)的控制和測試奠定了堅實的基礎(chǔ)。

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