[發(fā)明專利]一種鉛酸動力電池管理系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310701738.6
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103730930A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 郭毅鋒;黃麗敏;雷安池
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/42
• 代理公司: 北京中恒高博知識產(chǎn)權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

技術領域

本發(fā)明涉及一種電池管理系統(tǒng)，特別涉及一種鉛酸動力電池管理系統(tǒng)。

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背景技術

以蓄電池作為能源的電動汽車是解決汽車大氣污染最有效的方案。近幾年來我國各種電動自行車、摩托車、汽車、觀光車等運輸工具的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化進展受到全世界的關注。?

鉛酸蓄電池行業(yè)與電力、交通、信息等產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關，在汽車、觀光車、電動車等運輸工具和大型不間斷供電電源系統(tǒng)中處于重要地位，是社會生產(chǎn)經(jīng)營活動和人類生活中不可或缺的。我國蓄電池行業(yè)規(guī)模龐大，應用廣泛，鑒于鉛酸蓄電池的使用不當帶來的問題（如硫化、容量減小、使用壽命縮短等），實現(xiàn)蓄電池的智能化管理顯得非常必要。

電動車蓄電池管理系統(tǒng)是一個集監(jiān)測、控制與管理為一體的的電氣測控系統(tǒng)。

早期的電池管理系統(tǒng)一般只具有監(jiān)測電池電壓、溫度、電流的簡單功能。隨著先進電池在電動車中應用的推廣，對電池管理系統(tǒng)的要求越來越高，電池管理系統(tǒng)的功能也越來越強。電動車事業(yè)的蓬勃發(fā)展，給電池管理技術的發(fā)展帶來強大動力。人們對電池的認識增強，對電池的管理也日趨有效，電池管理系統(tǒng)已經(jīng)從監(jiān)控系統(tǒng)逐漸向管理系統(tǒng)轉變。國內(nèi)對電動車的發(fā)展極為重視，早在1992年就把電動車的開發(fā)發(fā)展列入國家的“八五”重點科技攻關項目，針對電池管理系統(tǒng)以及充電機系統(tǒng)進行了長期深入的研究開發(fā)，在BMS方面取得很大的突破，與國外水平也較為接近，研制產(chǎn)品在純電動和混合動力電動車上得到大量使用，但電池管理技術還并不成熟。電動汽車的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化，對動力蓄電池管理系統(tǒng)將具有巨大的市場需求，同時技術上也將提出更高的要求。這些研究主要是在一些高校，他們依托自己的科技優(yōu)勢，聯(lián)合一些大的汽車生產(chǎn)商和電池供應商共同開展研究。如同濟大學和北京星恒電池有限公司的鋰離子電池管理系統(tǒng)主要功能有：電流、電壓及電池模塊溫度的采集，SOC估計，自動均衡，事故處理與記錄等。北京交通大學自1993年起一直致力于電池管理系統(tǒng)研究，在SOC估算方面，先后采用了OCV-SOC對應關系、安時計量加自放電、充電效率等修正，以及采用雙卡爾曼濾波的預測方法（成功的運用到二汽混合動力電動汽車）；經(jīng)過多年的努力，北京交通大學電池管理系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、可靠性好、檢測精度高、功能齊備、方便耐用等優(yōu)點。?隨著近十年來電動汽車研究和使用的不斷升溫，國外一些大的汽車生產(chǎn)商和電池供應商針對各種電池作了大量研究及試驗，總結出電池的數(shù)學模型，并成功開發(fā)出許多電池管理系統(tǒng)裝在車上試用。如德國的BADICHEQ系統(tǒng)能同時對20個電池單元進行電壓、電流和溫度測量，能根據(jù)電池單元對主充電機的充電電流進行控制，能用一個小的充電機對單個電池進行均衡充電，能儲存歷史數(shù)據(jù)和與PC機進行數(shù)據(jù)通信，可以顯示電池剩余電量以及可以對各種異常進行報警。美國Villanova大學和US?Nanocorp公司多年對各種類型電池的SOC進行基于模糊邏輯的預測。國外關于電池荷電狀態(tài)SOC的研究大多是通過測量電池的電流、電壓等外界參數(shù)找出SOC與這些參數(shù)的關系，以間接的測出電池的SOC值。目前常用的有開路電壓法、容量累計法、電池內(nèi)阻法等，同時一些復雜的算法如神經(jīng)網(wǎng)絡和卡爾曼濾波法也在逐步研究和發(fā)展。?

車用電池在線SOC估算是公認的國際性難題，眾多國內(nèi)外專家學者先后提出了許多解決辦法。已經(jīng)從最初的OCV－SOC（open?cir-cuit?voltage-state?of?charge）、庫倫計量以及溫度、充放電倍率、充電效率修正或綜合以上部分或全部進行SOC的估算。先進的算法也相繼出現(xiàn)，如模糊邏輯算法模型、自適應神經(jīng)模糊推斷模型、卡爾曼濾波估計模型算法以及新出現(xiàn)的線性模型法和阻抗光譜法等。雖然人們進行了大量的努力，但是效果并不理想，都存在缺陷，不能達到實際使用的要求。這主要是因為電池組的SOC與溫度、充放電倍率、前一時刻充放電狀態(tài)、極化效應、電池壽命等因素相關，而且表現(xiàn)出很強的非線性，給SOC實時在線估算帶來很大的困難。人們開始意識到電池的內(nèi)部工作機理和外特性綜合考慮，對電池進行建模才是解決電池SOC估算的根本辦法。

電池的SOC估算和SOH評估還不能滿足車輛和電池實際需求是當前電池管理系統(tǒng)最大的缺陷，這直接影響到電池的性能和電池壽命以及電動汽車的駕駛性能和電動車事業(yè)的推廣。所以從電池的內(nèi)部機理和外特性出發(fā)，從電池的電化學、熱學以及電學對電池進行綜合建模及其模型參數(shù)的自適應識別技術、利用電池模型對電池的SOC估算及SOH評估技術、電池優(yōu)化充放電控制算法及均衡充電技術是電池管理系統(tǒng)亟待解決的問題，也是今后的主要發(fā)展方向。隨著高科技的飛速發(fā)展，微電子技術已經(jīng)被廣泛應用到各個科學領域。