【正文】 聚集在極板表面，將減小極板表面參與化學(xué)反應(yīng)的面積并且增加電池的內(nèi)阻。鎳氫電池的反應(yīng)與鎳鎘電池相似，過(guò)充電時(shí)，正極板析出氧氣，負(fù)極板析出氫氣。鋰離子電池: 鋰離子電池與鎳鎘電池和鎳氫電池相比，有很多優(yōu)點(diǎn)。一般在常溫下，鎳鎘電池的自放電率為每月13％ ～l5%，鎳氫電池為每月25%～35％ ，而鋰離子電池只有每月5%～8%.不同溫度和電池充飽狀態(tài)，對(duì)其影響不同， 通過(guò)考察發(fā)現(xiàn)，目前的電動(dòng)自行車車載電池基本沒(méi)有管理系統(tǒng)，這種情況對(duì)于鎳鎘電池和鎳氫電池來(lái)說(shuō)還基本可以，但是對(duì)鋰離子電池來(lái)說(shuō)，這是絕對(duì)不行的。 (3)剩余電量估算及顯示。充電時(shí)鋰離子從正極材料的晶格中脫出，經(jīng)過(guò)電解液后嵌入到負(fù)極材料的層狀晶格中:放電時(shí)鋰離子從負(fù)極材料的晶格中脫出，經(jīng)過(guò)電解液后嵌入到正極材料的晶格中。(2)放電特性和內(nèi)阻。用電器具的工作環(huán)境和使用條件要求電池在特定的溫度范圍內(nèi)有良好的性能。循環(huán)壽命是指二次電池按照一定的制度進(jìn)行充放電，其性能衰減到某一程度時(shí)的循環(huán)次數(shù)。 (1)可靠性:系統(tǒng)的可靠性必須放在首位，必須能夠保證系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間可靠的工作。 (4)準(zhǔn)確性和完整性:系統(tǒng)的最終目的是將電池在運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)采集出來(lái)，便于我們對(duì)電池進(jìn)行監(jiān)控，防止意外的發(fā)生，因而采集的數(shù)據(jù)的不完整或者不準(zhǔn)確都可能造成不可估計(jì)的后果。均衡充電模塊只在充電的時(shí)候通過(guò)MOSEET管的開(kāi)關(guān)對(duì)單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電，使電池組中的每個(gè)電池更加均衡一致。3 SOC算法 SOC定義 對(duì)于二次電池來(lái)說(shuō)，電池在充電和放電的工作過(guò)程中，電池的端電壓、電池的內(nèi)阻等特征參數(shù)會(huì)隨著電池的剩余容量變化而發(fā)生具有某些規(guī)律的變化。 目前應(yīng)用的各種電池組SOC實(shí)時(shí)在線估算方法都存在缺陷，不能達(dá)到實(shí)際使用的要求。如果用單一算法法來(lái)估算電池荷電狀態(tài)，因?yàn)槠渚窒扌裕囟ù嬖谝恍﹩?wèn)題。如果充放電起始狀態(tài)記為SOC0,那么當(dāng)前狀態(tài)的SOC為： Ah積分法應(yīng)用中若電流測(cè)量不準(zhǔn)，將造成SOC計(jì)算誤差，長(zhǎng)期積累，誤差越來(lái)越大；要考慮電池充放電效率；在高溫狀態(tài)和電流波動(dòng)劇烈的情況下，誤差較大；電流測(cè)量可通過(guò)使用高性能電流傳感器解決，但成本增加；解決電池充放電效率要通過(guò)事前大量實(shí)驗(yàn)，建立電池充放電效率經(jīng)驗(yàn)公式。U（t)和I(t)分別為電池端電壓及輸出電流，電阻R0用來(lái)描述電池歐姆內(nèi)阻，RC1和RC2用來(lái)描述電的極化效應(yīng)。設(shè)電池開(kāi)路申壓為Uocv,放電過(guò)程中任意時(shí)刻的申壓為U(t) .則有 ()其中Up1為放電中兩個(gè)電容兩端的電壓，整理()式可得 ()式中t是電池靜置時(shí)間，由()式可以看到，根據(jù)已知的U01, U02 ,T 1,T2，只要測(cè)得放電時(shí)任一點(diǎn)的時(shí)間和電壓值，就可以算出開(kāi)路電壓Uocv?？柭鼮V波的最優(yōu)準(zhǔn)則與線性最小方差估計(jì)一樣，每一時(shí)刻的估計(jì)都使估計(jì)均方誤差最小。X(k)+N(k)則卡爾曼濾波的算法流程為：1. 預(yù)估計(jì)X(k)^= F(k,k1)Q(k) = U(k)U(k)39。+R(k)]^(1)R(k) = N(k)N(k)39。+K(k)R(k)K(k)39。4 硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)是由MCU模塊、檢測(cè)模塊、均衡模塊組成的。4. 1 MCU的選擇MCU(Micro Control Unit)中文名稱為微控制單元，又稱單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microputer)或者單片機(jī)，是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的CPU、RAM、ROM、定時(shí)計(jì)數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。(2)具有內(nèi)部E2PROM，方便數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。(7)支持范圍31. 25kHz至38. 4kHz或1 MHz至16MHz之間的晶體或陶瓷諧振器:(8) I2C通信，支持最高l00kbps的總線波特率，多主節(jié)點(diǎn)模式運(yùn)行，可編程的從地址，通用呼叫地址，逐字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動(dòng)的中斷。(12) 24個(gè)中斷管腳，每個(gè)管腳帶觸發(fā)極性選擇所有輸入管腳上帶電壓滯后和可配置的上下拉器件，所有輸入管腳上可配置輸出斜率和驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。單片機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，控制蓄電池組的充放電過(guò)程。 電流檢測(cè)電路 電壓檢測(cè) 對(duì)于單體電池的檢測(cè)，主要采用飛電容技術(shù)。MAX309為1片4選雙通道德多開(kāi)關(guān)，通過(guò)選址實(shí)現(xiàn)通道的選擇、開(kāi)關(guān)SSS7負(fù)責(zé)將電池的正極連接至飛電容的正極。 V，則可推斷出電池可能發(fā)生短路、過(guò)放或保護(hù)系統(tǒng)到電池的檢測(cè)線斷路，單片機(jī)將馬上發(fā)出信號(hào)切斷主回路MOS管。所以在剩余能量預(yù)測(cè)時(shí)，必須進(jìn)行溫度的補(bǔ)償。當(dāng)溫度T0℃時(shí)，溫度增加會(huì)帶來(lái)容量的下降；當(dāng)溫度T0℃時(shí)，溫度減少也會(huì)帶來(lái)容量的下降。它降低了系統(tǒng)布線復(fù)雜度，提升了系統(tǒng)抗的抗干擾性和可靠性，對(duì)我們多點(diǎn)測(cè)量的需求適用。多個(gè)從機(jī)的情況下。以4節(jié)鋰電池組為例，變壓器主線圈兩端電壓為48V，副線圈電壓為電池的額定電壓12 V。但是從以上也可以看出，此均衡方案雖然簡(jiǎn)單，但是也存在著致命的弱點(diǎn)。理想的電池管理系統(tǒng)硬件部分只包括數(shù)據(jù)采集模塊和一些控制開(kāi)關(guān)，余下的控制都是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以只有通過(guò)增強(qiáng)軟件部分設(shè)計(jì)的方法，來(lái)減少管理系統(tǒng)的硬件部分，單片機(jī)對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，再根據(jù)計(jì)算所得的值輸出信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)。 (3)能夠?qū)崿F(xiàn)在電池充放電兩種狀態(tài)下的實(shí)時(shí)監(jiān)控并可以判斷故障原因。 電池管理系統(tǒng)最核心的部分為電池狀態(tài)的檢測(cè)、估算。其C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)代碼如下：includedoubleifb=malloc(l*l*sizeof(double))。i=n1。fora[ii]=。(kk=0。kk++)a[ii]=a[ii]+p[i*n+kk]*f[j*n+kk]。i=n1。forp[ii]=q[ii]。(kk=0。kk++)p[ii]=p[ii]+f[i*n+kk]*a[kk*l+j]。ii=k。{i=n1。a[jj]=。kk=n1。a[jj]=a[jj]+p[i*n+kk]*h[j*n+kk]。(i=0。i++)forjj=i*m+j。(kk=0。kk++)(j=0。j++)}forjj=(ii1)*n+i。(j=0。j++)i=m1。{for(j=0。j++){i=n1。a[jj]=。kk=m1。a[jj]=a[jj]g[i*m+kk]*h[kk*n+j]。(j=0。j++)}forj=n1。{for(j=0。j++)}}free(e)。free(b)。} 。軟件抗干擾技術(shù)研究的主要內(nèi)容，其一是采取軟件的方法抑制疊加在模擬輸入信號(hào)上噪聲的影響。盡管此方法有點(diǎn)繁瑣，但卻有很好的抗干擾作用，尤其是對(duì)偶爾的采樣。單片機(jī)在程序運(yùn)行過(guò)程中，,如果發(fā)生了程序死機(jī)現(xiàn)象。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的結(jié)構(gòu)，根據(jù)系統(tǒng)功能將軟件分成若干個(gè)模塊，這樣不但編程思路清楚，不易出錯(cuò)而且也便于閱讀和調(diào)試。下面這個(gè)表格顯示的是鋰離子電池的端電壓和通過(guò)管理系統(tǒng)測(cè)量出的電壓之間的誤差比較表61電池端電壓和系統(tǒng)測(cè)量電壓之間的比較 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明此鋰離子電池管理系統(tǒng)能夠進(jìn)行較為精確的電壓數(shù)據(jù)采樣，基本滿足要求。本文參考了很多國(guó)內(nèi)外的相關(guān)資料，成功的解決了以下問(wèn)題: (1)針對(duì)鋰離子電池串聯(lián)所帶來(lái)的不一致性問(wèn)題做了深入的研究，綜合考慮實(shí)際應(yīng)用中的各方面因素，確立了電阻分流的均衡電路，解決了電池組的不一致性問(wèn)題。 (4)整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾方面，PCB板的布局布線，外部電源的選擇，“看門狗”的應(yīng)用等，并且單片機(jī)工作模式為低功耗模式。參考文獻(xiàn)[1] 朱元，韓曉東，[J].電源技術(shù)，(3) :3132[2] 林成濤，陳全世，王軍平，黃文化等用改進(jìn)的安時(shí)計(jì)量法估計(jì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池[3] 安平，[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2006,42:35.[4] [D].北京:北京交通大學(xué)，2006.[5] [D].北京:清華大學(xué)2002.[6] 林成濤，[J].電池，2004,(10):288292[7] 邵海岳，[J].電源技術(shù)，2004(5) :5153[8] Gregory L P. 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To capitalize on the full benefits of electricdrive transport, policy makers in China should consider measures to lower the carbon intensity of the grid. The recently passed Renewable Portfolio Standard and increasing crackdown on small inefficient coal power plants are examples of policies that will help achievethat goal. Encouraging a transition to advanced batteries (. Liion, NiMH) for EVs would also reduce environmental waste problems from lead batteries.外文資料翻譯譯文電動(dòng)自行車（E2Ws）在中國(guó)的社會(huì)中占有重要的地位；這無(wú)疑是對(duì)世界市場(chǎng)最好的驅(qū)動(dòng)。混合動(dòng)力系統(tǒng)是一個(gè)自控系統(tǒng)具有2個(gè)或多個(gè)獨(dú)特的發(fā)電技術(shù)，生產(chǎn)成本低具有高可靠性比奇異的系統(tǒng)。其—組件尺寸決定電池?fù)碛卸嗌倏梢允褂玫呢?fù)荷和能量。以前，一些研究探討了優(yōu)化調(diào)度策略—混合系統(tǒng)，因?yàn)樗且粋€(gè)大型的多變量問(wèn)題。亞爾等人對(duì)混合系統(tǒng)進(jìn)行建造和測(cè)試，作為一個(gè)不間斷電源供應(yīng)器[ 16]。利用充分的利益驅(qū)動(dòng)發(fā)展，中國(guó)政府制定了相應(yīng)考慮采取措施降低碳的排放量