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本作品是一種對新能源汽車動力電池組進(jìn)行監(jiān)測、控制和管理的重要裝置。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，由檢測模塊、主控模塊和均衡模塊組成。主要功能包括準(zhǔn)確、實時地檢測電池組單體電壓、電流、溫度等參數(shù)，電池組充放電主動均衡管理，剩余電量估計（SOC），電池組熱管理等。成果已申報國家發(fā)明專利1項。本作品可提高新能源汽車電池使用效率、延長使用壽命、增加續(xù)駛里程、提高動力系統(tǒng)可靠性，進(jìn)而有效提升新能源汽車整車品質(zhì)。

能源與環(huán)境的嚴(yán)峻形勢使得新能源汽車成為未來汽車發(fā)展的趨勢，電動汽車是新能源汽車發(fā)展的重要方向，因此，國家全面推進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。動力電池成本占整車成本的50%以上，重量占整車的30%左右，對整車的實用性、經(jīng)濟(jì)性影響重大。動力電池只有在優(yōu)良的電池管理系統(tǒng)支持下才能充分發(fā)揮能效，實踐證明先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)能夠提高電池工作效率30%以上，因此，動力電池管理系統(tǒng)成為新能源汽車的核心零部件。
本作品新能源汽車動力電池管理系統(tǒng)是對新能源汽車動力電池組進(jìn)行安全監(jiān)控及有效管理的裝置。本作品旨在提高新能源汽車電池使用效率，增加續(xù)駛里程，延長使用壽命，降低運行成本，提高電池組可靠性，增強(qiáng)動力系統(tǒng)可靠性，進(jìn)而有效提升新能源汽車整車品質(zhì)。
本作品硬件主要由控制模塊、均衡電源模塊和檢測模塊三部分構(gòu)成?？刂颇K能夠根據(jù)既定策略完成控制功能，實現(xiàn)SOC估計，同時將電池狀態(tài)數(shù)據(jù)通過CAN總線發(fā)送給整車其他電子單元；均衡電源模塊能夠平衡單體電池間的電壓差異，解決電池組“短板效應(yīng)”；檢測模塊能夠?qū)﹄姵亟M關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確、實時的檢測，并通過SPI上報給控制模塊。
本作品主要有如下幾方面功能：
電池狀態(tài)參數(shù)檢測：系統(tǒng)實時地采集電池包中單體電池電壓、主回路總電流、電池包中多點溫度等狀態(tài)信息。
SOC估計：電池剩余電量估計（SOC）如同汽車的油量表，可反映出電池組剩余電量的多少。系統(tǒng)采用結(jié)合了開路電壓法和按時積分法的估算公式進(jìn)行SOC的估計。
熱管理：系統(tǒng)首先測得電池包中多點溫度建立溫度場，再根據(jù)既定的控制策略驅(qū)動風(fēng)扇或電熱絲工作，實現(xiàn)雙向調(diào)溫來維持電池組工作的理想溫度。
充放電均衡管理：動力電池組的單體一致性差極易導(dǎo)致過充過放情況的發(fā)生，嚴(yán)重影響電池壽命。系統(tǒng)密切監(jiān)視電池組充電和放電過程中單體電池的電壓差異，必要時通過控制均衡電源模塊和檢測模塊中的均衡充電或均衡放電回路通斷切換，完成均衡充放電管理。
能量系統(tǒng)建模：從整車能量角度出發(fā)，提出基于混雜系統(tǒng)理論的電動汽車能量系統(tǒng)建模與仿真方法，準(zhǔn)確、全面地反映動力電池由離散事件驅(qū)動的連續(xù)狀態(tài)變化過程。
本作品主要有如下創(chuàng)新點：
1．電池組的充放電均衡管理方法。檢測模塊中集成了檢測、均衡充電和均衡放電三個回路，通過光耦器件與芯片控制門對三個回路的通斷切換進(jìn)行控制，實現(xiàn)不同功能回路的復(fù)用。采用電壓檢測法判斷電池模塊中單節(jié)電池充放電狀態(tài)，當(dāng)檢測到某節(jié)電池充放電不均衡時，通過控制模塊同時控制均衡電源模塊和檢測模塊來實現(xiàn)充放電過程的均衡控制。該方法已申報發(fā)明專利一項（一種動力型鋰離子電池均衡充放電方法，專利號：201110070929.8）。
2．基于混雜系統(tǒng)理論的電動汽車能量系統(tǒng)建模與分析方法。有別于現(xiàn)有的動力電池連續(xù)過程建模方法，從混雜系統(tǒng)角度出發(fā)，將純電動汽車的能量消耗需求與補給動作映射為離散事件，進(jìn)而將包含充電器、動力電池、驅(qū)動電機(jī)和其他用電單元的汽車能量系統(tǒng)整體地抽象為由離散事件驅(qū)動的連續(xù)狀態(tài)變化過程，再運用混雜系統(tǒng)理論與方法，實現(xiàn)對電動汽車能量系統(tǒng)的建模和分析。
中國已確定在2020年實現(xiàn)500萬輛電動汽車上路的目標(biāo)，這占到全球電動汽車市場的35%。調(diào)查顯示，60%的中國受訪者稱會考慮購買混合動力汽車或純電動汽車，較之美國、日本、德國等其他國家高出近5倍。能源發(fā)展的趨勢加上消費者的認(rèn)可，使得我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆鴥?nèi)電池管理系統(tǒng)存在智能性不強(qiáng)、集成度偏低，部分核心功能（如充放電電壓差異均衡、SOC估算等）無法達(dá)到設(shè)計要求等不足。國外雖有類似產(chǎn)品，但核心技術(shù)被壟斷且價格昂貴。本作品適用于端電壓≤5V的所有類型動力電池，適用范圍廣；采用模塊化、可配置設(shè)計，通用性強(qiáng)；利用回路復(fù)用結(jié)構(gòu)實現(xiàn)精簡電路設(shè)計，成本低，可靠性高。因此本作品應(yīng)用前景廣闊。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
本作品在2010年11月校第十二屆“斛兵杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲得特等獎。

本作品在2011年5月第四屆“挑戰(zhàn)杯”合鍛股份安徽省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲得特等獎。

本作品已通過國家認(rèn)定的第三方檢測機(jī)構(gòu)質(zhì)量檢驗合格認(rèn)證。