新型电动汽车锂电池管理系统的研究与实现 — 系统调试和运行结果

8.2.5运行实验这套系统装在燃料电池大客车上，完成了整车电路调试，进行了整车性能试验和1600公里的运行，图8.8是车辆行驶过程中的放电电流及电量曲线。

图8.9和图8.10是2003年10月25日车上实验的数据曲线。初始走车时，路面比较平稳，坡少且坡度都不大，汽车运行平稳。由下面两图可以看出，当汽车处于平稳运行状态时，蓄电池处于小电流充电状态，总电压变化不大，单体电池电压也基本处于不变状态。

这套管理系统经过了实验室性能试验、近4个月的台架试验和整车调试及5000公里的实际运行。在整个过程中，系统运行基本正常。在单电池电压测量、总电压、总电流、温度测量及SOC估计和其他功能方面均达到了整车的要求。对均衡方案和模糊专家诊断也进行了研究。结果表明，这套系统具有较高的可靠性和实用性。取得的主要成果如下：

1.系统实现了分布式结构、模块化、多CAN通讯及多功能的先进系统。

2.测量实现了高精度，总电流与总电压精度分别为0.5%和0.2%，使电量计量更加精确。

3.具有特色的锂电池单体电压测量电路，达到了108-126路，可以扩展至更多路，精度在(0.1-0.2)%.

4.对锂电池的均衡电路和均衡算法进行了研究和设计，对锂电池的模糊诊断专家系统进行了基本的实验。

5.新的SOC估计方法充分考虑各种因素包括一致性对电量估计的影响，加入了各种补偿，提高了电量估计的精度。

6.实现了系统在车上的运行，解决了系统24V电源自动控制、抗静电干扰、抗电机DC/DC干扰，抗高压漏电等一系列问题。通过了台架实验并完成了5000公里的整车实际运行试验，解决了出现的一系列技术问题，工程化水平和可靠性有了很大的提高。

同时系统也不可避免地也存在一些不足，对于系统下一步的改进，有如下几点建议：

1.考虑到将来诊断系统的扩展以及在混合车上对SOC的长期跟踪，建议更换CPU.可考虑采用Philips的32位ARM系列嵌入式微控制器，在兼顾性能与成本的基础上，建议采用32位微控制器LPC2129，LPC2129具有非常小的64脚封装、极低的功耗、多个32位定时器、4路10位ADC、2路CAN、PWM通道、46个GPIO以及多达9个外部中断使它们特别适用于汽车、工业控制应用以及医疗系统和容错维护总线。这不仅可以降低成本，还可以缩小测量电路板的体积，对于电池管理系统真正走向市场具有重要的意义。

2.均衡电路还只是作了初步的研究，采用了简单的旁路分流法，控制算法是全过程电压均衡。究竟选用一种什么样的均衡电路及控制算法才能让能量的损耗最小，充电均衡还是放电均衡都是很值得研究的问题。

3.模糊诊断专家系统离真正实用还有一定的距离，故障诊断所用规则以及各隶属度值的确定还需要与电池专家深入探讨，并且通过大量的实验不断调整。

目前系统的诊断以静态或慢变化为主，对于实际车上的动态诊断还需在数据获取和SOR评估算法上作进一步的研究和改进。