电动汽车电池管理系统设计

随着能源紧缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重，替代石油的新能源的开发利用越来越
被各国政府所重视。在新能源体系中，电池系统是其中不可或缺的重要组成部分。近年来，
以锂电池为动力的电动自行车、混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等受到了市场越来越
多的关注。动力电池在交通领域的应用，对于减少温室气体的排放、降低大气污染以及新能
源的应用有着重要的意义。其中锂电池以高能量密度、高重复循环使用次数、重量轻以及绿色
环保等优势越来越受到人们的关注，所以在手机、笔记本电脑、电动工具等便携式手持设备
中已经得到广泛的应用，并已经开始进入电动车、电动汽车等大功率的应用中，成为全球电
动汽车发展的热点
　　但是由于锂电池在加热、过充

/过放电流、振动、挤压等滥用条件下可能导致电池寿命缩

短以致损坏，甚至会发生着火、爆炸等事件，因此安全性问题成为动力锂电池商业化推广的
主要制约因素。安全型、低成本、长寿命锂离子电池的安全标准、安全评价方法、电池制造过程
的安全与可靠性控制以及通过正负极材料、电解质与隔膜优选改善电池安全与可靠性是实现
确保大型动力锂离子电池安全可靠，实用化的关键。而电池管理系统作为电池保护和管理的
核心部件，不仅要保证电池安全可靠的使用，而且要充分发挥电池的能力和延长使用寿命，
作为电池和车辆管理系统以及驾驶者沟通的桥梁，电池管理系统对于电动汽车性能起着越
来越关键的作用。
　　电池管理系统的主要功能
　　电池管理系统与电动汽车的动力电池紧密结合在一起，对电池的电压、电流、温度进行
时刻检测，同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒，计算剩余容量、放电功
率，报告

SOC&SOH 状态，还根据电池的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得

最大行驶里程、以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电，通过

CAN 总线接口与车载总

控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通讯。图

1 为电池管理系统的

简单框图。

图

1：为电池

管理系统的简

单框图。

　　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