新型電動汽車鋰電池管理系統的研究與實現 — 系統調試和運行結果

8.2.5運行實驗這套系統裝在燃料電池大客車上，完成了整車電路調試，進行了整車性能試驗和1600公里的運行，圖8.8是車輛行駛過程中的放電電流及電量曲線。

圖8.9和圖8.10是2003年10月25日車上實驗的數據曲線。初始走車時，路面比較平穩(wěn)，坡少且坡度都不大，汽車運行平穩(wěn)。由下面兩圖可以看出，當汽車處于平穩(wěn)運行狀態(tài)時，蓄電池處于小電流充電狀態(tài)，總電壓變化不大，單體電池電壓也基本處于不變狀態(tài)。

這套管理系統經過了實驗室性能試驗、近4個月的臺架試驗和整車調試及5000公里的實際運行。在整個過程中，系統運行基本正常。在單電池電壓測量、總電壓、總電流、溫度測量及SOC估計和其他功能方面均達到了整車的要求。對均衡方案和模糊專家診斷也進行了研究。結果表明，這套系統具有較高的可靠性和實用性。取得的主要成果如下：

1.系統實現了分布式結構、模塊化、多CAN通訊及多功能的先進系統。

2.測量實現了高精度，總電流與總電壓精度分別為0.5%和0.2%，使電量計量更加精確。

3.具有特色的鋰電池單體電壓測量電路，達到了108-126路，可以擴展至更多路，精度在(0.1-0.2)%.

4.對鋰電池的均衡電路和均衡算法進行了研究和設計，對鋰電池的模糊診斷專家系統進行了基本的實驗。

5.新的SOC估計方法充分考慮各種因素包括一致性對電量估計的影響，加入了各種補償，提高了電量估計的精度。

6.實現了系統在車上的運行，解決了系統24V電源自動控制、抗靜電干擾、抗電機DC/DC干擾，抗高壓漏電等一系列問題。通過了臺架實驗并完成了5000公里的整車實際運行試驗，解決了出現的一系列技術問題，工程化水平和可靠性有了很大的提高。

同時系統也不可避免地也存在一些不足，對于系統下一步的改進，有如下幾點建議：

1.考慮到將來診斷系統的擴展以及在混合車上對SOC的長期跟蹤，建議更換CPU.可考慮采用Philips的32位ARM系列嵌入式微控制器，在兼顧性能與成本的基礎上，建議采用32位微控制器LPC2129，LPC2129具有非常小的64腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、4路10位ADC、2路CAN、PWM通道、46個GPIO以及多達9個外部中斷使它們特別適用于汽車、工業(yè)控制應用以及醫(yī)療系統和容錯維護總線。這不僅可以降低成本，還可以縮小測量電路板的體積，對于電池管理系統真正走向市場具有重要的意義。

2.均衡電路還只是作了初步的研究，采用了簡單的旁路分流法，控制算法是全過程電壓均衡。究竟選用一種什么樣的均衡電路及控制算法才能讓能量的損耗最小，充電均衡還是放電均衡都是很值得研究的問題。

3.模糊診斷專家系統離真正實用還有一定的距離，故障診斷所用規(guī)則以及各隸屬度值的確定還需要與電池專家深入探討，并且通過大量的實驗不斷調整。

目前系統的診斷以靜態(tài)或慢變化為主，對于實際車上的動態(tài)診斷還需在數據獲取和SOR評估算法上作進一步的研究和改進。