【正文】 1] 董振華, 電動自行車鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計[D].北京:北方工業(yè)大學，2010[12] 黃海江，鋰離子電池安全研究及影響因素分析[D].上海:上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所，2005.[13] 王震坡，[J].車輛與動力技術(shù)，2002, (4):1115.[14] [J].中國自行車，2005, 7:4042.電動自行車鋰電池管理系統(tǒng)AbstractThe advantage of the EVs is the mechanical simplicity of the drivetrain. For example, an EV drive train can convert energy stores into vehicle motion, just like a conventional vehicle, and it can also reverse direction and convert vehicle motion back into energy stores through regeneration barking, which means that theirs energy/work loop is inherent bidirectional. Besides, moving parts of the electric motor in the EVs consist primarily of the armature (DC motors) or rotor (AC motors) and bearings, a relatively simple and far more efficient machine. other advantages include electric motor torque much more suited to the torque demand curve of a vehicle. EV drive train often needs only one gear ratio other than two or more. Moreover, a reverse gear is unnecessary because the rotational direction of the motor itself can be reversed simply by reversing the electrical input polarity.Lithium iron battery pack with the joint design of hardware andsoftware system debug and test on electric vehicles. The results show that theintroduction of the battery management system is reliable, economiantiinterference ability. This battery management system can achieve: the Collection of battery voltage, current, temperature。但是與發(fā)動機技術(shù)、整車開發(fā)技術(shù)相比，現(xiàn)階段的BMS技術(shù)還相當不成熟。近年來BMS技術(shù)發(fā)展得十分迅速，國內(nèi)外的研究也是如火如荼?，F(xiàn)已廣泛用于電池管理系統(tǒng)。ECU功能有數(shù)據(jù)采集、處理、傳送、控制，還控制均衡器、車載充電器等。正題： 美國Villanova大學和US Nanocorp公司已合作多年，對各種類型的電池SOC進行基于模糊邏輯的預測。本文概括地介紹了國內(nèi)外鋰電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，并對其進行簡要分析。文獻綜述題目： 電動自行車鋰電池管理系統(tǒng)前言： 作為電動汽車以及混合動力汽車飛速發(fā)展的基礎(chǔ)，電池管理系統(tǒng)的研究備受國內(nèi)外的重視。鋰電池管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能包括：數(shù)據(jù)監(jiān)測、荷電狀態(tài)（SOC）估計、熱管理、均衡管理、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)顯示與報警。美國約翰遜控制技術(shù)公司利用可變阻抗元件來確定單元的溫度是否超過預定門限值，時刻監(jiān)控電池組溫度。德國研究員認為電氣控制需要實現(xiàn)控制制充電過程：包括均衡充電；根據(jù)SOC、電池健康狀態(tài)SOH和溫度來限定放 電電流。德國Kaiserse Lautern大學采用主輔模塊的分布式管理結(jié)構(gòu)，輔模塊相當于獨立式均衡器，主模塊完成管理系統(tǒng)的功能，具有較強的均衡能力。短短十幾年時間，我國的BMS開發(fā)已初具規(guī)模。部分結(jié)構(gòu)依然不夠完善，例如數(shù)據(jù)采集的準確性、SOC的估算精度、電池組的安全性等方面。 the calculation of the remaining capacity and battery status judgments。此外，電動汽車的運動部件電動馬達主要由電樞（直流電機）或轉(zhuǎn)子（交流電機）和軸承組成，電機不僅僅具有結(jié)構(gòu)簡單效率高的優(yōu)點，而且它的輸出扭矩適合車輛的扭矩曲線?？梢詫崿F(xiàn):電池電壓、電流、溫度等模似量的采集。系統(tǒng)采用了飛思卡爾MC9S08DZ16為中央處理器，通過采集模塊采集電池的即時電壓、電流、以及溫度，防止電池過壓、過溫、過流，讓電池更能安全、有效的持續(xù)性工作，延長電池的使用壽命，增加電動自行車在行駛中的安全性。并且我國的自行車擁有量相當大，號稱自行車王國，這種情況比較符合我國的國情。近年來,美國、日本、英國、法國、德國和意大利等國家已研制出多種電動自行車。如北京、上海、杭州、無錫、重慶等地的廠家,其中上海自行車廠的永久DX一130型已批盆問市。它所用的蓄電池多數(shù)可在夜間用電低峰期充電。鋰電池以其工作電壓高、比能量和比體積大、自放電率低、無記憶效應、充放電效率高、循環(huán)壽命長和無污染性等優(yōu)點，越來越多的被應用在電動自行車上。澳大利亞的交通治理部分近期會有提案，將200瓦的輸出功率上限進步到300瓦，相信如獲通過，將會大大促進電動自行車在澳大利亞的普及和推廣?！　“拇罄麃喎蓜澏?，輸出功率在200瓦以上的電動自行車被列入小型摩托車治理，車輛要進行注冊，駕駛者必需持有駕照，治理規(guī)則與摩托車相同，駕駛者要戴安全頭盔?，F(xiàn)在，有很多知名高校，如清華大學、北京航空航天大學、北京交通大學、北京理工大學和北方工業(yè)大學等等，利用自己在這方面的優(yōu)勢，和一些汽車生產(chǎn)商和電池生產(chǎn)商聯(lián)合研究開發(fā)，都取得了豐碩的成果。近年來，電動自行車行業(yè)發(fā)展迅速，年增長速度達到30%40%。電動自行車發(fā)展最快是從2005年開始的，企業(yè)之間的激烈競爭大大刺激了技術(shù)進步和新技術(shù)的擴散。我們知道，蓄電池是電動自行車的動力源，其性能和工作狀態(tài)對整車來說是非常重要的，電池管理系統(tǒng)的主要功能就是在即時檢測電池工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對其剩余容量做出較為準確的估計，對故障電池做出早期預判，防止發(fā)生過沖過放等損害電池的行為，防止因為單體電池的損壞而未能及時發(fā)現(xiàn)而導致的整個電池組的壽命降低，從而降低了成本，提高使用效率。借助電池管理系統(tǒng)(BMS )判斷單體電池與電池組的狀態(tài)。例如，法國所設(shè)計研發(fā)的電池管理系統(tǒng)功能相當?shù)耐晟?，它可以保證電池處在正常狀態(tài)下，防止其進入損害狀態(tài)，最大程度的提高使用效率和延長使用壽命。德國的B. Hauck設(shè)計的BATTMAN系統(tǒng)。日本豐田的混合車用系統(tǒng)等等?？傮w來講，電池管理系統(tǒng)(BMS)與電機、電機控制技術(shù)、電池技術(shù)相比，還不是很成熟。2 電池管理系統(tǒng)總體設(shè)計鎳鎘電池: 鎳鎘蓄電池過充電時，將使電池內(nèi)發(fā)生分解水的反應，在正、負極板上將分別有氧氣和氫氣析出。鎳氫電池: 鎳氫電池的容量比鎳鎘電池大，一般為兩倍左右，其正極的主要成分為氫氧化鎳，負極主要為無污染物質(zhì)的合金粉，電解液是30％ 氫氧化鉀水溶液。鎳氫電池也有記憶效應，但棚對鎳鎘電池較小。自放電率，是指在一段時間內(nèi)，電池在沒有使用的情況下，自動損失的電量占總?cè)萘康陌俜直取? (2)電池充放電過程管理:即實時監(jiān)控電池充放電時的溫度、電壓、電流等參數(shù)，在發(fā)現(xiàn)異常情況時及時斷開充放電電路。從充放電反應的可逆性看，鋰離子電池反應是一種理想的可逆反應。電池容量是指在一定放電條件下，可以從電池獲得的電量，即電流對時間的積分，一般用mAh或Ah來表示，它直接影響到電池的最大工作電流和工作時間。(3)工作溫度范圍。(5)循環(huán)壽命(二次電池)。如果限壓裝置失敗，則有可能會引起電池殼體開裂或爆炸。 (3)經(jīng)濟性:既要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時也得考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性，選擇合適的硬件以及配置。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖21所示:圖21系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 其中數(shù)據(jù)采集模塊分為電壓采集、電流采集和溫度采集，主要負責采集電池的各種即時狀態(tài)參數(shù)，即電流、電壓、溫度?；诒鞠到y(tǒng)的使用范圍是電動自行車，所以本設(shè)計的硬件電路既要簡單又必須穩(wěn)定可靠，所以對原有管理系統(tǒng)的硬件電路進行了改造，包括電壓采集電路、電流采集電路等，而且又在原有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，添加了另外一項功能，即均衡充電。準確估算蓄電池的SOC是一項重要而富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，實時準確地獲得電池組的SOC是設(shè)計電池管理系統(tǒng)的重要前提。目前電動車上較多的使用電池荷電狀態(tài)估算方法。 SOC的估算方法Ah積分法是最常用的SOC估計方法。開路電壓法是利用電池的開路電壓與電池的荷電狀態(tài)之間的對應的關(guān)系，通過測量電池的開路電壓來估計SOC的。 電池等效電路模型在放電前電池充分靜置，可認為電容沒有電荷，零狀態(tài)、零輸入電壓響應分別為： （） （） U01,U02,T1,T2為待定系數(shù)，根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，利用MATLAB軟件中的fminsearch函數(shù)，采用非線性最小二乘曲線擬合，就可以求出待定系數(shù)。其次，卡爾曼濾波把被估計量作為系統(tǒng)的狀態(tài)，用系統(tǒng)狀態(tài)方程來描述狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程，因此，各時刻之間的狀態(tài)相關(guān)函數(shù)，就可以根據(jù)狀態(tài)方程的轉(zhuǎn)移特性來描述，解決非平穩(wěn)隨機過程估計的困難。U(k1)Y(k) = H(k)+T(k,k1)Q(k)T(k,k1)39。[H(k)C(k)^H(k)39。5. 計算更新后估計協(xié)防差矩陣C(k)~ = [IK(k)H(k)]C(k)^[IK(k)H(k)]39。3. 4本章小結(jié) 本章主要探討了動力電池電量預測研究的關(guān)鍵技術(shù)，重新定義了電池SOC，詳細分析了影響電池性能的主要因數(shù)，介紹了目前電池電量預測的方法并及現(xiàn)存的問題，對電池組SOC的測量，提出了結(jié)合安時法、開路電壓法和卡爾曼濾波法法的復合剩余電量預測法，從理論基礎(chǔ)與實現(xiàn)方法方面進行了深刻的闡述。另外，由于SOC算法比較復雜，需要電池管理系統(tǒng)具有較快的數(shù)據(jù)處理速度。MC9S08DZ60的主要功能如下：(1)程序存儲為FLASH結(jié)構(gòu)，方便程序更新?？芍С州斎氩蹲?，輸出比較，或每個通道帶緩沖的邊沿對齊PWM輸出；(6)支持最多32個中斷/復位源。(11)低功耗空閑模式、噪聲抑制模式、省電模式、后臺調(diào)試模式。電壓信號、電流信號通過不同的采集電路，分別進人單片機內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器，進行信號的濾波和轉(zhuǎn)換。測量關(guān)系表達式為:V0=(R1+R2)Vin/R1 （）選擇合適的測量電阻R1和R2，就可以滿足電流測量的要求。 電壓檢測電路 以上4節(jié)電池可以用2個三通道開關(guān)切換陣列來實現(xiàn)。工作時，單片機發(fā)出通道選址信號，讓其中1路電池的正負極與電容連接，對電容進行充電，然后斷開通道開關(guān)，接通跟隨放大器的開關(guān)，單片機對電容的電壓進行快速檢測，由此完成了對1節(jié)電池的電壓檢測。電解液的溫度直接影響到放電量，環(huán)境溫度對蓄電池的工作性能和使用壽命有極大的影響作用。環(huán)境溫度為0℃時，電池容量最好。遠端引入。單從機的情況下，系統(tǒng)可按單節(jié)點系統(tǒng)進行操作。Q4是控制電池組整充的開關(guān)，Q2,Q3,Q5是控制單節(jié)