【正文】 為了延長(zhǎng)電池的壽命，電池管理系統(tǒng)要讓電池在一個(gè)恒定的溫度內(nèi)工作，因此系統(tǒng)要盡量測(cè)量多點(diǎn)的溫度，才能確保管理系統(tǒng)對(duì)能夠及時(shí)做出響應(yīng)。一般情況下，實(shí)際溫度系數(shù)不是一個(gè)常數(shù)。重復(fù)上述過(guò)程，單片機(jī)即完成對(duì)本模塊所管理的電池的檢測(cè)。開(kāi)關(guān)SSS4負(fù)責(zé)將電池的負(fù)極連接至飛電容的負(fù)極。飛電容技術(shù)的原理圖如圖1所示，為電池組4節(jié)的保護(hù)電路圖，通過(guò)四通道的開(kāi)關(guān)陣列可以將4節(jié)電池的任意1節(jié)電池的電壓采集到單片機(jī)中，單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而對(duì)電池組的充電放電起到保護(hù)作用。根據(jù)本文參數(shù)檢測(cè)的特點(diǎn)和控制的要求，對(duì)于精度要求不高的測(cè)量對(duì)象，電流的檢測(cè)采用電阻壓降法，可以滿足要求。 MC9S08DZ60的結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由單片機(jī)、信號(hào)采集電路、顯示電路以及充放電控制繼電器組成。(9) RTC一(實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器)8位模數(shù)計(jì)數(shù)器，帶基于二進(jìn)制或十進(jìn)制的預(yù)分頻器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，使用外部晶體和RTC來(lái)確保精確時(shí)基、時(shí)間、日歷或任務(wù)調(diào)度功能，內(nèi)帶低功耗振蕩器(1 kHz)。(3)具有片內(nèi)存儲(chǔ)SRAM，可實(shí)現(xiàn)靈活的數(shù)據(jù)處理方式:(4) 10通道AD, 12位分辨率，2. 5uS的轉(zhuǎn)換時(shí)間，有自動(dòng)比較功能。根據(jù)本設(shè)計(jì)方案的要求，系統(tǒng)的MCU必須具有如下強(qiáng)大的功能:帶增益放大的高精度AD并且數(shù)量夠用、采用的程序結(jié)構(gòu)為FLASH、支持I2C通信、具有E2PROM等功能，并且有助于幫助用戶降低成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的性能并提高產(chǎn)品的質(zhì)量。電池管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)SOC算法的載體，它的硬件設(shè)計(jì)直接關(guān)系到SOC算法能否實(shí)現(xiàn)，并影響到SOC算法的性能。X(k1)現(xiàn)設(shè)線性時(shí)變系統(tǒng)的離散狀態(tài)防城和觀測(cè)方程為： X(k) = F(k,k1) 卡爾曼濾波算法 卡爾曼濾波是一種遞推線性最小方差估計(jì)，利用上一時(shí)刻的估計(jì)，再加上實(shí)時(shí)得到的量測(cè)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì)。時(shí)問(wèn)常數(shù)較小的R1C1環(huán)節(jié)描述鋰離子電極間傳輸時(shí)受到的阻抗，時(shí)問(wèn)常數(shù)較大的R2C2環(huán)節(jié)來(lái)描述鋰離子電極材料中擴(kuò)散時(shí)受到的阻抗。Ah積分法可用于所有電動(dòng)汽車電池，若電流測(cè)量準(zhǔn)確，有足夠的估計(jì)起始狀態(tài)的數(shù)據(jù)，它是一種簡(jiǎn)單、可靠的SOC估計(jì)方法。單獨(dú)使用任何一種算法估算SOC都存在不可避免的缺陷，很難單獨(dú)應(yīng)用在實(shí)時(shí)在線測(cè)量環(huán)境，因此需要綜合考慮各個(gè)方面的因素，得到一種最優(yōu)算法:利用安時(shí)積分計(jì)算動(dòng)態(tài)過(guò)程中SOC的變化量，結(jié)合開(kāi)路電壓和零負(fù)載電壓修正電流積分造成的累計(jì)誤差。這主要是因?yàn)殡姵亟M的SOC和很多因素相關(guān)(如溫度、前一時(shí)刻充放電狀態(tài)、極化效應(yīng)、電池壽命等)，而且具有很強(qiáng)的非線性，給SOC實(shí)時(shí)在線估算帶來(lái)很大的困難。因此在某些簡(jiǎn)單放電工況或者對(duì)剩余容量估算要求不高的場(chǎng)合，可以利用電池的端電壓等參數(shù)來(lái)表征蓄電池的剩余容量，目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)的電動(dòng)自行車就是利用電池的端電壓來(lái)表征電池的剩余容量的。電量計(jì)算及顯示模塊主要是通過(guò)分析采集的參數(shù)并根據(jù)研究試驗(yàn)得出的電量估測(cè)算法，對(duì)電池的當(dāng)前剩余電量進(jìn)行估算，并通過(guò)三個(gè)LED燈的閃亮個(gè)數(shù)來(lái)顯示電池的剩余容量。 (5)安全性:在確保系統(tǒng)以上特性的同時(shí)，我們還必須保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全性問(wèn)題。 (2)先進(jìn)性:采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，如freescal。(6)內(nèi)壓和耐過(guò)充電性能(二次電池)。(4)貯存性能。電池的放電特性是指電池在一定的放電制度下，其工作電壓的乎穩(wěn)性，電壓平臺(tái)的高低以及大電流放電性能等，它表明電池帶負(fù)載的能力。在充放電過(guò)程中，鋰離子在正極和負(fù)極來(lái)回移動(dòng)。 (4)電池故障診斷:依據(jù)所測(cè)單個(gè)電池溫度、電壓等參數(shù)對(duì)比其正常參數(shù)范圍作出診斷處理。因?yàn)殇囯x子電池在過(guò)放電、過(guò)充電、過(guò)電流或過(guò)溫度的狀態(tài)下會(huì)嚴(yán)重的損壞，甚至?xí)霈F(xiàn)爆炸等安全性問(wèn)題。鋰離子電池不存在記憶效應(yīng)；相同的電容量下，體積非常?。?V，是鎳鎘電池、鎳氫電池的3倍；可使用的溫度范圍廣（一20℃ ～60℃），而鎳氫電池為（0℃～50℃）。但由于有催化劑的氫電極面積大，氫氣能夠隨時(shí)擴(kuò)散到氫電極表面，所以氫氣和氧氣能夠相對(duì)容易的在蓄電池內(nèi)部再化合生成水，使容器內(nèi)的氣體壓力基本保持不變。鎳鎘電池使用過(guò)程中，如果電量沒(méi)有全部放完就開(kāi)始充電，下次再放電時(shí)，就不能放出全部電荷量。本課題的主要目的是純電動(dòng)自行車的研制，研制適用于純電動(dòng)自行車的電池管理系統(tǒng)。在國(guó)家863計(jì)劃2005年第一批立項(xiàng)研究課題中，就分別有北京理工大學(xué)承擔(dān)的混合動(dòng)力轎車（EQ7200HEV）用鎳氫動(dòng)力電池組及管理模塊、蘇州星恒電源有限公司承擔(dān)的燃料電池轎車用高功率型鋰離子動(dòng)力電池組及其管理系統(tǒng)、北京有色金屬總院承擔(dān)的解放牌混合動(dòng)力城市客車用鋰離子電池及管理模塊等課題。美國(guó)Aerovironment公司開(kāi)發(fā)的SmartGuard系統(tǒng)( Battery Using Intelligent ModularControl System)。 隨著近年來(lái)電動(dòng)汽車研究和使用的不斷升溫，國(guó)外一些大的汽車生產(chǎn)商和電池供應(yīng)商針對(duì)各種類型的電池作了大量的試驗(yàn)及研究，總結(jié)出電池的數(shù)學(xué)模型，并成功開(kāi)發(fā)出許多電池管理系統(tǒng)，并裝車試用。從1997年升始，日本青森工業(yè)研究中心仍在繼續(xù)進(jìn)行（BMS）實(shí)際應(yīng)用的研究:美國(guó)Villanova大學(xué)和SNanocorp公司己經(jīng)合作多年對(duì)各種類型的電池SOC進(jìn)行基于模糊邏輯的預(yù)測(cè)。目前所涉及的電動(dòng)自行車電池管理系統(tǒng)(BMS )通常包含以下功能組成部分:數(shù)據(jù)采集、剩余容量( SOC)的估算、電氣控制(充放電控制)、熱量管理、安全管理和數(shù)據(jù)通信等。2009年美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬首次訪華時(shí)，就收到了科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼贈(zèng)送的電動(dòng)自行車作為國(guó)禮，電動(dòng)自行車是我國(guó)為數(shù)不多的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的代表?！皳?jù)完全統(tǒng)計(jì)，19月，全國(guó)50家骨干電動(dòng)自行車企業(yè)的增長(zhǎng)只有5%，中小企業(yè)產(chǎn)銷量更是大幅下降。在2005年，國(guó)家863計(jì)劃立項(xiàng)的第一批研究課題中，就有很多公司、研究院參與其中，而且也取得了一定的成果。高收入家庭能靠自家的汽油發(fā)電機(jī)發(fā)電照明，中下收入的上班族就只能靠馬燈什么的照明了。北海道也有類似服務(wù)，而且是免費(fèi)的。本課題正是以鋰離子電池為控制對(duì)象的，通過(guò)大量的試驗(yàn)，設(shè)計(jì)出一套適合應(yīng)用在電動(dòng)自行車上的鋰離子電池的管理系統(tǒng)是本課題的主要目的。此外,這種車操作簡(jiǎn)便,速度適中,無(wú)論男女老少均可安全穩(wěn)當(dāng)?shù)仳T行,腳踏騎行也十分輕巧靈活,不會(huì)給城市交通增加麻煩。它比自行車的機(jī)動(dòng)性能好得多。由于技術(shù)和商業(yè)的原因,這些電動(dòng)自行車目前未見(jiàn)大量上市。從交通管理方面而言，我國(guó)有關(guān)部門(mén)規(guī)定，電動(dòng)自行車可以不作為機(jī)動(dòng)車使用。關(guān)鍵詞：SOC； 管理系統(tǒng)； 能量1緒論隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高的同時(shí)，汽車的擁有量也在不斷的增加，但是如果達(dá)到美國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，那么中國(guó)每年的汽油消耗量將相當(dāng)于前中東地區(qū)產(chǎn)油量的2倍，這顯然是不現(xiàn)實(shí)的，應(yīng)當(dāng)依靠其它方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。實(shí)時(shí)顯示，故障時(shí)報(bào)警等相關(guān)功能。 在電動(dòng)汽車上搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將磷酸鐵鏗電池組與設(shè)計(jì)的軟硬牛系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試、試驗(yàn)，測(cè)得了相關(guān)數(shù)據(jù)。s hardware reliability, economy, antiinterference ability. the estimated on remaining capacity SaC is accurate through practice,balanced can basically meet the requirements.Key words：SOC； Management system； Energy摘 要電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)是具有簡(jiǎn)單的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。BMS的研發(fā)之路任重道遠(yuǎn)，還需要進(jìn)一步的研究，以求進(jìn)一步的改進(jìn)和提高?，F(xiàn)在借著國(guó)家推廣電動(dòng)汽車的契機(jī)，更是掀起了一股研發(fā)的新浪潮。在國(guó)家863計(jì)劃2005年第一批立項(xiàng)研究課題中，就分別有北京理工大學(xué)承擔(dān)的混合動(dòng)力轎車（EQ7200HEV）用鎳氫動(dòng)力電池組及管理模塊、蘇州星恒電源有限公司承擔(dān)的燃料電池轎車用高功率型鋰離子動(dòng)力電池組及其管理系統(tǒng)、北京有色金屬總院承擔(dān)的解放牌混合動(dòng)力城市客車用鋰離子電池及管理模塊等課題。CAN總線是德國(guó)BOSCH公司在20世紀(jì)80年代初為解決汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開(kāi)發(fā)的一種通信協(xié)議。把BMS簡(jiǎn)化成1個(gè)電子控制單元ECU和1個(gè)電荷均衡器。均衡管理可分為能量耗散型和能量非耗散型兩大類[。鋰電池管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，使安全高效地管理和使用鋰電池組變得更加容易。鋰電池組由于其優(yōu)良的性能，在近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用。其中SOC測(cè)量方法有傳統(tǒng)的開(kāi)路電壓法、內(nèi)阻法和安時(shí)積分法，以及新興的模糊邏輯算法、自適應(yīng)神經(jīng)模糊推斷算法、卡爾曼濾波估計(jì)算法、線性模型法和阻抗光譜法等。美國(guó)托萊多大學(xué)提出BMS基本結(jié)框圖（圖1）。電氣控制中需要結(jié)合所使用的電池技術(shù)和電池類型來(lái)設(shè)定一個(gè)控制充電和放電的算法邏輯，以此作為充放電控制的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的BMS研究從開(kāi)始至今，雖然相比美國(guó)、日本還差距很大，成果卻也比較顯著。許多高校、企業(yè)都投入大量時(shí)間在BMS的研究上，有很多方面已進(jìn)入實(shí)用階段。今后需要解決的問(wèn)題還有：降低電路的復(fù)雜程度、提高抗干擾性、過(guò)載撞擊高溫情況下的安全性、研發(fā)具有通用性的BMS（不針對(duì)某一類電池）。 realtime display, fault alarmrelated functions..The system consists of a data acquisition module, powercalculation module, protection module. System uses Freescale MC9SO8D216 CPLJ, throug the immediate acquisition module collects the battery voltage, current, and temperature, prevent the battery from avervoltage, aver temperature, overcurrent, make battery more secure, continuingprocess in effect, extend battery life span, increase the electric bicycle security in motion.This design of lithium battery management system39。電動(dòng)汽車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)往往只需要一個(gè)傳動(dòng)比，不需要倒檔，因?yàn)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向的變換可以通過(guò)改變電力輸入的極性來(lái)實(shí)現(xiàn)。剩余電量的計(jì)算和電池狀態(tài)的判斷。 本文設(shè)計(jì)的理電池管理系統(tǒng)硬件電路可靠、經(jīng)濟(jì)、抗干擾能力強(qiáng)，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)SOC剩余容量的估計(jì)比較準(zhǔn)確，均衡基本能達(dá)到要求。從電動(dòng)車的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化來(lái)看，電動(dòng)自行車更符合中國(guó)國(guó)情，從居民平均收入水平和大眾需求來(lái)看，電動(dòng)自行車更容易普及和推廣。比較典型的有日本的“松下”,英國(guó)的“帕森特爾”和美國(guó)的“里曼”。 電動(dòng)自行車有很多優(yōu)點(diǎn)。不與其他部門(mén)爭(zhēng)奪能源。鋰離子電池的模型和剩余容量的估計(jì)和鉛酸電池和鎳氫電池有著很大的區(qū)別。記者了解到，電動(dòng)自行車均勻每部售價(jià)1000到4000美元，相稱于一部二手小轎車的價(jià)格。電動(dòng)自行車在普通民眾中不普及的主要原因是美國(guó)人日常出行非常依靠汽車，城市規(guī)劃和交通舉措措施也多是為開(kāi)車族設(shè)計(jì)的，大多數(shù)美國(guó)城市的公路上沒(méi)有自行車道。此外，我國(guó)在十五期間成立了電動(dòng)汽車的專門(mén)研究項(xiàng)目，通過(guò)最近幾年的努力，已經(jīng)取得很大的成就。隨著2011年對(duì)電動(dòng)自行車市場(chǎng)的整治，電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)正面臨深度的大調(diào)整。蓄電池壽命和容量提高了35%，電機(jī)從單一的有刷有齒電機(jī)發(fā)展成為無(wú)刷高效電機(jī)，壽命提高了5倍，效率提高了近30%。可見(jiàn)，電池管理系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)自行車而言也是不可或缺的部分。可以優(yōu)化電池的外部參數(shù)，最終增加電池的壽命，起到保護(hù)電池的作用。德國(guó)西門(mén)子公司自主研發(fā)的電池管理系統(tǒng)，能夠最大程度的提高充電效率，節(jié)省了充電時(shí)間而且最大限度地節(jié)約了電能。美國(guó)通用汽車公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車EVI上的電池管理系統(tǒng)。我國(guó)的BMS研究從開(kāi)始至今，雖然相比美國(guó)、日本還差距很大，成果卻也比較顯著。電池管理系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車最關(guān)鍵的技術(shù)之一，在近年來(lái)雖然有很大的提高，很多方面都己經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，但有些部分仍然不夠完善，尤其是在采集數(shù)據(jù)的可靠性、SOC的估算精度和安全管理等方面都有待進(jìn)一步改進(jìn)和提高。氣泡