电动汽车能源管理系统.ppt
电动汽车电池管理系统
报告人：陈峭岩
一、当今电动汽车的关键技术
当今电动汽车三项关键技术尚未有突破性进展。
1、总体机电一体化匹配设计及车身技术
电动汽车由于车身质量、空间和能源的矛盾，
因此设计时采用轻质材料以减轻汽车自身质量；
充分利用空间的情况下，尽可能增大车厢内部
成员空间的同时，最大限度地降低空气阻力系
数和滚动阻力系数，以求减小行驶阻力，利用
机电一体化匹配设计，在具体工况条件下，求
得电动汽车整车参数到达最优设计。
•2、电动机及其控制技术
•2.1、驱动电机
•电动汽车用电动机主要有直流电动机、感应电动
机、永磁无刷电动机和开关磁阻电动机。要使电动汽
车有良好的使用性能，驱动电机应具有较宽的调速范
围及较高的转速，足够大的启动扭矩，体积小、质量
轻、效率高且有能量回馈的性能。目前电动汽车所采
用的电动机中，直流电动机根本上已被交流电动机、
永磁电动机或开关磁阻电动机所取代。电动汽车所用
的电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方
向开展。
2.2、电机控制技术
随着电机及驱动系统的开展，控制系统趋
于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神
经网络、自适应控制、专家系统、遗传算法等非
线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动
汽车的电机控制系统。它们的应用将使系统结构
简单、响应迅速、抗干扰能力强，参数变化具有
鲁棒性，可大大提高整个系统的综合性能。
3、动力电池及其管理系统
3.1、动力电池
常用的动力电池为铅酸电池、镍氢电池和
锂离子电池。动力电池新品种不断出现，性能不
断提高技术不断进步，但动力电池仍然是动力汽
车的瓶颈，具有能量密度低，快速充电能力差、
价格昂贵等缺点。
3.2、电池管理系统：
电动汽车上对电池实施管理的具体设备就是
电池管理系统〔batterymanagement
system,BMS〕,使电池工作在合理的电压、电流、
温度范围内。BMS是电池组热管理和SOC估计
等技术的应用平台。BMS对于电池组的平安、
优化使用和整车能量管理策略的执行都是必要的。
二、电池管理系统
1、电池模型
电动汽车电池性能模型又可分为简化的电化学
模型、等效电路模型、神经网络模型、局部放电
模型和特定因素模型
1.1简化的电化学模型
Peukert(普克特)方程
n常数
ITi〔1〕
式〔〕中，为放电电流；为电池常数；为电流
1InTi
的放电时间
•Shepherd模型
•EtE0RiIKi(1/(1f))〔2〕
•式2中，Et为电池端电压；E0为电池完全充满时的开
路电压；Ri为欧姆内阻；Ki为极化内阻；I为瞬时电
流；f为由安时积分法算得的电池净放电量。
•1.2等效电路模型
•等效电路模型基于电池工作原理用电路网络
来描述电池的工作特性，适用于多种电池。根据
电路元件的特点，可分为线性等效电路模型和非
线性等效电路模型。
•1.2.1根本电路模型
•根本电路模型是其他复杂等效电路模型的根
底。Thevenin模型如图1所示，是最有代表性的
电路模型。电容C与电阻R2并联〔描述超电势〕
后与电压源Voc〔描述开路电压〕、电阻R1〔电
池内阻〕串联。由于随着电池工作条件和内部状
态的变化，Thevenin电池模型参数无法随之变
化，因此准确性较差。
图1Thevenin电池性能模型
•1.2.2线性电路模型
•线性电路模型如图2所示，此模型是对
Thevenin电池模型的改进。开路电压Voc为电压
源Eo和电容Cb两端的电压，与之串联的是一个
由3个电容C1、C2、C3和3个电阻R1、R2、R3
组成的电路网络〔描述超电势〕，与所有这些元
件并联的是自放电电阻Rp。线性电路模型的参
数不受温度等因素影响。
图2线性等效电路模型
•1.2.3非线