电动汽车锂电池管理系统设计新方案

　　电池管理系统的基本功能：1）监测单体电芯的工作状况，例如单体电池电压、工作电流、环境温度等。2）保护电池，避免电池工作在极端的条件下发生电池寿命缩短，损坏，甚至发生爆炸、起火等危害人身安全的事故。

　　一般而言，电池管理系统必须具备以下电路保护功能：过压和欠压保护、过流和短路保护、过高温和过低温保护、为电池提供多重保护以提高保护和管理系统的可靠性（硬件执行的保护具有高可靠性、软件执行的保护具有更高的灵活性、管理系统关键元器件失效的保护为用户提供第三重保护）。这些功能可以满足大部分手机电池、电动工具和电动自行车应用的需要。

　　电动汽车对电池管理系统提出更高挑战

　　电动汽车电池集成系统是一个开放的动力系统，它通过汽车级CAN总线进行通信，和车辆管理系统、充电机、电机控制器协同工作，以满足汽车以人为本的安全驾驶理念。因此汽车级电池管理系统必须做到：满足TS1*9和汽车电子的要求、实现高速数据采集和高可靠性、汽车级CAN总线通讯、高抗电磁干扰的能力（最高级别的EMI/EMC要求）、在线诊断功能。

　　其主要功能为：电池电压和温度等信息的高速采集；实现电池高效率均衡，充分发挥电池集成系统的容量从而提高电池集成系统的寿命，同时减小热量的产生；电池的健康状况和剩余电量的估算和显示；高可靠的通讯协议（汽车级CAN通讯网络）；动力总成技术要保证电池发生任何安全使用的前提下，充分发挥电池的潜力，保证电池的性能，提高电池的寿命；电池的温度和散热管理，是电池系统工作在温度相对稳定的环境条件；漏电检测以及复杂的地线设计。

　　由于电动汽车中电池的分布环境非常复杂，处于高压大功率的工作状态，对EMI/EMC要求非常高，这就为电池管理系统的设计带来了更大的挑战。

　　电动汽车电池系统的层次化、模块化设计

　　由于电动车电池系统是由成百上千个电芯单元集成，考虑到汽车的空间、重量的分配和安全的要求，这些电芯单元被划分成标准的电池模块，分布在汽车底盘不同的位置，由动力总成和中央处理单元统一管理；每个标准电池模块也是有多个电芯通过并联和串联组成，由模块的电控单元进行管理，通过CAN总线把电池模块的信息汇报给中央处理器和动力总成单元，中央处理器和动力总成单元把这些信息经过处理以后，把最终的有关集成系统的信息如剩余电量、健康状况以及电池的能力相关信息等通过CAN总线汇报给车辆管理系统。电动汽车电池系统的层次化，模块化的设计就要求电池管理系统设计的层次化、模块化（图2）。

图2：层次化、模块化的电动汽车电池管理系统设计。