探析电动汽车低压蓄电池自充电策略优化

2023年12月21日发(作者：马自达车标)

探析电动汽车低压蓄电池自充电策略优化发布时间：2021-04-12T01:47:39.384Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期 作者： 徐子福[导读] 动力电池是电动汽车的能量来源，同时也是电动汽车驱动系统重要组成部分，其性能的好坏将决定电动汽车性能的优劣。安普瑞斯（无锡）有限公司 214101 摘要：在电动汽车未启动或长期放置时，作为其内部的低压用电设备，如收音机、点烟器、仪表灯光系统、整车控制器、BMS等工作电源，对于电动汽车的正常起动起着至关重要的作用。但是，在实际使用过程中，偶尔会因蓄电池亏电，导致整车无法上高压。本文阐述一种在各种工况下的技术控制策略，避免因蓄电池亏电而导致车辆无法起动，保证车辆使用的有效性。 关键词：电动汽车；蓄电池；亏电

引言 动力电池是电动汽车的能量来源，同时也是电动汽车驱动系统重要组成部分，其性能的好坏将决定电动汽车性能的优劣。由于单体电池生产工艺的差异，产品一致性很难得到保障；另外，电池工作温度过高或过低也会影响电池的整体性能，因此电池管理系统的开发一直是国内外学者研究的热点。 1电动汽车配备BMS的必要性 BMS是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。从硬件上说，动力电池系统结构的最小单元是电池单体，基本单位是模组，模组再组装成电池箱，电池箱连接起来为电池系统。从构成结构上说，电池对外是一个完整的产品，但是内部结构连接起来，工艺十分复杂，除了电池单体、模组、电池箱等硬件本身的连接外，还有电池恒温系统、安全防火系统等。这些子系统与动力电池之间也要交换信息，必须有机协调起来。如何能协调好呢？自然就提出了管理要求，这里管理是指计算机管理系统，于是就产生了BMS。 2锂电池管理系统的特点分析 电动汽车的电池管理系统连接着车载动力电池和电动汽车的重要纽带。他的任务就是监测电池的使用状态，对电池某些参数进行分析诊断，对充电放电和预充控制，能进行均衡管理和热管理。二次电池存在着很多的缺点，比如说它能够储存的能量较少，电池的使用寿命很短，串并联容易出现问题等，在其使用的安全性和电池电量估算进行起来都十分的困难。想要分析好电池的性能是很复杂的一个过程。因此出现了电池管理系统，这种电池管理系统能够补足，二次电池存在的这些缺点，它能够对电池进行很好的控制，从而提高电池的利用率，加长电池使用的寿命，能够有效的防止电池过分充电和过分放电。时刻监控电池的状态，随着电池管理系统的发展，也会不断的继续增加它的功能和作用。当然也免不了需要对它容易出现的故障进行提前的诊断。保障他能为电动汽车提供更好的积极作用。 3我国电池管理系统的研究现状 3.1我国电池管理启蒙时期 我国对于电动车的研究和开发始于第八个五年计划，在第九个五年计划期间由于环境等问题因素，“空气净化工程”启动，到了第十个五年计划，科技部正式提出发展新能源汽车，电动汽车重大专项也被批准为国家第十个五年计划的重点组织实施的重大专项之一，第十一个五年计划启动了“863”计划，实施新能源汽车重大项目，在“十一五”规划中，电动汽车行业不仅仅局限于整车动力系统技术平台，同时也开始向整车产品开发和建立产业化技术配套体系转型。 根据国家汽车产业发展战略的发展要求，国家“863”计划电动汽车重大专项，选择了新一代电动汽车技术作为国内汽车科技创新的主要研究方向，并将企业、高校和科研机构组织到一起进行联合攻关。 3.2我国电池管理发展时期 在全国3000多名高科技人员、200多家大型汽车企业以及相关零部件企业的共同努力下，我国建立了以混合动力汽车、燃料电池汽车、纯电动汽车整车技术为纵，以驱动电机、多能源动力总成、动力电池关键技术为横的“三纵三横”的电动汽车研发布局。 2009年公布的《汽车行业产业调整和振兴计划》确立了发展电动汽车产业规模的目标，2012年发布的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》也提出要在未来的10年内以整车为主要方向，并且带动与新能源车相关的动力电池、电机、电子控制和系统集成等产业链的发展。 3.3我国电池管理创新时期

在国家第十一个五年计划以及“863”计划的支持下，到2011年，我国在电动汽车以及混合动力汽车电池管理系统方面的研究已经取得了较大的成就。 自1999年起，北京交通大学就已经开始了电池管理系统的研究，并且形成了适应不同车型的，不同结构的电池管理系统。 自2000年起，北京航空航天大学也开始了对电池管理系统的研发工作。北京理工大学为北方客车BFC110EV研制出了以单片机为核心的铅酸电池管理系统。比亚迪公司生产的混合动力汽车同样采用了分布式的电池管理系统。其电池管理系统能够对动力电池组的总压力、总电流、工作温度等进行采集，并根据采集的数据进行电池组的安全管理以及热管理等，并估算电池组的SOC。奇瑞汽车也采用分布式的电池管理系统，其电池组为多个电池模组，并使用CAN总线和远程数据采集模块进行通信，从而在电池管理模块下对电池进行安全稳定和优化管理。长安汽车也为其混合动力汽车研制出了电池管理系统，包括主控制电路板和采集电路板两个主要子系统，实现对电流电压的采集，并能对单体电池进行热管理和故障诊断和报警等。 4蓄电池自充电控制策略分析 4.1慢充状态蓄电池自充电控制策略 当慢充插头与车辆对接后，慢充CC信号就会激活整车控制器VCU（此时也会激活仪表，不是本文讨论重点，不再展开），VCU同时激活电池管理系统BMS和直流变换器DCDC，BMS控制慢充系统给动力电池充电；同时，DCDC上电后就会给蓄电池进行补电。 4.2车辆起动状态蓄电池自充电控制策略 当车辆起动后，IGN电源信号就会激活整车控制器VCU，VCU同时激活电池管理系统BMS和直流变换器DCDC，BMS控制慢充系统给动力电池充电的同时，也会控制DCDC上电，此时，就会给蓄电池进行补电。 4.3快充状态蓄电池自充电控制策略 当慢充插头与车辆对接后，慢充CC信号就会激活整车控制器VCU，VCU同时激活电池管理系统BMS和直流变换器DCDC，BMS控制快充系统给动力电池充电；同时，DCDC上电后就会给蓄电池进行补电。 4.4车辆放置状态蓄电池自充电控制策略 当车辆长时间放置后，经常会出现蓄电池亏电的现象，此种状态正是本文阐述的重点。 车辆长时间放置后，整车控制器VCU休眠，定时计数器正常计时，当定时器到达设定的时间后，唤醒VCU，VCU采集蓄电池电压并与设定的电压值比较。当采集到的蓄电池电压低于设定的阈值后，VCU继续检测有无IGN电源信号及充电唤醒信号（若检测到IGN电源信号或充电唤醒信号，则VCU进入常规唤醒，并将定时器清零）。若此时满足条件，则激活电池管理系统BMS及直流变换器DCDC，BMS检测动力电池SOC信息，若SOC满足设定值，则开始为蓄电池进行充电操作。 结语 电池管理系统的发展目前呈现出良好趋势，虽然有多个大公司占据了电池管理系统的国内外主流市场，但由于电动汽车的开发市场仍然具有巨大潜力，一些新公司根据电池管理系统的不同要求研发出具有自身特色的技术进入该市场。由于电池本身和电池管理系统之间存在着技术难题，未来如果能合理有效地解决这个难题，电池管理系统将更好地服务电动汽车，从而取得更大的进展。 参考文献： [1]动力电池管理系统[J].刘志茹.电气工程应用.2018（01） [2]轻度混合动力汽车动力电池系统研发[J].王东生，邹玉峰，秦红莲，翟文波.电源世界.2013（10） [3]电动汽车主从分布式电池管理系统设计[J].张传伟，李林阳.汽车技术.2017（05）