刘桂芸 杨艳华
摘 要：当下，电动汽车逐渐实现普遍化，锂离子电池因为其自身能量密度大、电池容量大以及续航时间长等优势被当做重要电源被普遍使用。不过单节锂离子电池之中通常会有内阻、容量以及电压等方面的区别，在具体的应用中常常发生散热不足或过于充放电等现象。为了确保锂离子电池在生活中可以安全地使用，就应该应用电化学管理系统来对锂离子电池展开高效地监控、电池均衡 与故障预警，进而提升锂离子电池的使用效率以及安全性能。
关键词：电动汽车;锂电池;电池管理
1 电动汽车电池管理系统的问题
锂离子电池因为电能密度大、使用寿命长、自放电性能低在电动汽车中被普遍使用，但是锂离子电池的发展却没有大的进展，这种现象的出现一般是由于以下几个原因：电池状态的监控、电池组建模以及电池均衡。
（1）电池状态的检测。对电池的运行状态进行监控和测评不只有助于确保电池使用条件的安全性，还能够实时了解电池的充放电消息。一般情况下，电池状态包含了荷电状态（SOC）与健康状态（SOH）。SOC可以看做一般汽车的油表，不过它很难监控电池的充放电循环状况，所以它的准确度以及纠错功能很难提升。SOH是说电池的健康状况，这里涵盖了两个方面：容量以及功率的改变状况。通常状况下，当电池容量递减至百分之二十或者输出功率减至百分之二十五的时候，电池的使用期限也就快到了，但这也不代表车就无法使用了。对于纯电动汽车（EV）而言，容量的监控和测评就更为重要，这是由于它直接影响着续航的功能，而功率限制只有在荷电状态较小的时候才比较重要。
（2）构建电池组模型。因为锂离子电池具备较为繁复的电化学系统，难以塑造电池模型。在目前，依据各种材质的特征与各种等效电路来构建电池的模型，以往借助Matlab构建电池模型进而测评电池的荷电状态，但它是在电池充放电区间内的内阻当做常数的前提下来构建的，因此模型的精准程度还有很大的提升空间。并且由于电池容量会伴随充放电的过程重复而逐渐降低，因此需要构建电池的衰减模型，成品中的参变量一般是依据特制正负极材质的物理特征来确立，并且，外界条件（例如环境的温度以及放电过流）等条件的改变都会使静止模型的精准度有所偏差。
（3）电池均衡。在电动汽车中，由于电池是经过串、并联来形成电池组来达到高电压高容量的需要，因此不可避免的会发生不均衡的状况。在具体的应用中，每个电池的输出电压以及电池容量是各不相同的。单体电池有过充和过放的局限性，进而会对这个电池组产生一定的改变。为了减少这样的影响，加长电池的使用期限，应该构建电池均衡系统，保障组中的每个电池的荷电状态保持在一致的状态。一般调整的方式有两种：耗散型与非耗散型。这两种方式都能够完成电量调整甚至可以消除单个电池中不平均电压的现象。耗散型的平衡器是借助并联电阻促使过量的电能让它变为热能而消失，而非耗散型的平衡器是借助转换机、感应器以及电容器来完成多余电能的移除。电池间电荷交换让充放电的行为变得更为繁复，均衡技能依托于SOC的精准度，因此电池的荷电状态是BMS中最主要的参变量，缺少准确的荷电状态信息，锂电池智能管理系统也就不能正常发挥作用。
2 电池管理系统改进措施
（1）硬件。电池管理机制之前就引入了安全电路.但是由于新型的锂电池智能管理系统中具备更多的传感器，因此目前安全电路的设置需要进行完善，比如融合避免过于充放电、过热的准确预警或者提醒技术等。传感器系统涵盖了用来监控电压、温度、电流等电池参变量的多种传感器。部分研究者提议利用EIS来监控电池中的阻抗，但是具体使用中的电池环境空间以及成本等条件降低了此种方式的可行性。所以为了改善对具体使用中电池状态的监控，只能掌握电池的电流、电压以及温度。
信息的获得（DAQ）与储存是锂电池智能管理机制中的重要构成部分，经过研究这些信息来构建一个用来系统建立模型的数据库，电量控制子系统用来管制充放电协议。电池通常会用常电流（CC）或常电压（CV）进行充电，所以要有稳压器与稳流器，并且也要具备可变电阻来平衡电池或评测电池中的阻抗。电池平衡限制是设计重点，在平衡电池组以及有效地预测电池状态领域它仍然存在提升的空间。大多数锂电池智能管理系统的子系统都是单独的系统，这是由于系统内信息的传送是必要的，CAN总线是锂电池智能管理系统中的重要通讯手段。
伴随智能电池的进一步发展，越来越多的信息可以被采集并向用户展现，或借助电池中的微芯片传输给充电器。在此以外，无线与远程通讯也开始被充电系统应用来电池与充电器间的通讯。电池需要在适宜的外部条件下运行，发热管理系统也尤为重要，这是由于温度会降低电池平衡以及使用性能。
（2）软件。软件是整个锂电池智能管理系统的核心，这是由于它管理一切硬件的运作，而且借助传感器信息来完成决策以及状态测评：控制开关、传感器机制的采样率监控，电池平衡调整，连动态安全电路的设置都需要智能管理的软件。并且，持续地更新以及监控电池要求实时的信息处理与分析，有效的自动信息研究是实现功能的核心。因为状态评测与错误估计都是经过研究分析来实现的。这些数据都会由一个友好的界面来呈现给用户并提出有效的建议。
锂电池智能管理系统中软件的实际功能主要有以下几个方面：电池的荷电状态与健康状态的确定，并且会被融合在能量测评中：能量测评也能反映出电池使用期限并借助模糊逻辑、神经网络、状态空间模型等有效的算法设置。应用调整电池平衡的目的是在防止电池过充过放的基础上最大限度的呈现和利用电池性能。大部分的软件错误会被对应的数据处理发现，并且需要数据处理机制来研究，从而给出电池错误警示并反映处超过正常参数的情况，另外，还需要依据SOH、SOL向用户呈现错误警告以及有效建议。
3 结语
锂电池是电动汽车的最重要的动力，它的性能很大程度影响了电动汽车的使用性能，所以对其进行研究突破是十分重要的。综上所述，电池智能管理系统的状态测评、构建模型以及调节平衡都需要提出切实有效的改进优化措施，进而完善目前电池智能管理系统的弊端。
参考文献：
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