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本作品是一種對(duì)新能源汽車動(dòng)力電池組進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和管理的重要裝置。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，由檢測(cè)模塊、主控模塊和均衡模塊組成。主要功能包括準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地檢測(cè)電池組單體電壓、電流、溫度等參數(shù)，電池組充放電主動(dòng)均衡管理，剩余電量估計(jì)（SOC），電池組熱管理等。成果已申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利1項(xiàng)。本作品可提高新能源汽車電池使用效率、延長(zhǎng)使用壽命、增加續(xù)駛里程、提高動(dòng)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(shì)使得新能源汽車成為未來(lái)汽車發(fā)展的趨勢(shì)，電動(dòng)汽車是新能源汽車發(fā)展的重要方向，因此，國(guó)家全面推進(jìn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。動(dòng)力電池成本占整車成本的50%以上，重量占整車的30%左右，對(duì)整車的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性影響重大。動(dòng)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(shí)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(dòng)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(dòng)力電池管理系統(tǒng)是對(duì)新能源汽車動(dòng)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(zhǎng)使用壽命，降低運(yùn)行成本，提高電池組可靠性，增強(qiáng)動(dòng)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(cè)模塊三部分構(gòu)成。控制模塊能夠根據(jù)既定策略完成控制功能，實(shí)現(xiàn)SOC估計(jì)，同時(shí)將電池狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)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(cè)模塊能夠?qū)﹄姵亟M關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的檢測(cè)，并通過(guò)SPI上報(bào)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(cè)：系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(diǎn)溫度等狀態(tài)信息。
SOC估計(jì)：電池剩余電量估計(jì)（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(kāi)路電壓法和按時(shí)積分法的估算公式進(jìn)行SOC的估計(jì)。
熱管理：系統(tǒng)首先測(cè)得電池包中多點(diǎn)溫度建立溫度場(chǎng)，再根據(jù)既定的控制策略驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇或電熱絲工作，實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)溫來(lái)維持電池組工作的理想溫度。
充放電均衡管理：動(dòng)力電池組的單體一致性差極易導(dǎo)致過(guò)充過(guò)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(guò)程中單體電池的電壓差異，必要時(shí)通過(guò)控制均衡電源模塊和檢測(cè)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(dòng)汽車能量系統(tǒng)建模與仿真方法，準(zhǔn)確、全面地反映動(dòng)力電池由離散事件驅(qū)動(dòng)的連續(xù)狀態(tài)變化過(guò)程。
本作品主要有如下創(chuàng)新點(diǎn)：
1．電池組的充放電均衡管理方法。檢測(cè)模塊中集成了檢測(cè)、均衡充電和均衡放電三個(gè)回路，通過(guò)光耦器件與芯片控制門對(duì)三個(gè)回路的通斷切換進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)不同功能回路的復(fù)用。采用電壓檢測(cè)法判斷電池模塊中單節(jié)電池充放電狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到某節(jié)電池充放電不均衡時(shí)，通過(guò)控制模塊同時(shí)控制均衡電源模塊和檢測(cè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)充放電過(guò)程的均衡控制。該方法已申報(bào)發(fā)明專利一項(xiàng)（一種動(dòng)力型鋰離子電池均衡充放電方法，專利號(hào)：201110070929.8）。
2．基于混雜系統(tǒng)理論的電動(dòng)汽車能量系統(tǒng)建模與分析方法。有別于現(xiàn)有的動(dòng)力電池連續(xù)過(guò)程建模方法，從混雜系統(tǒng)角度出發(fā)，將純電動(dòng)汽車的能量消耗需求與補(bǔ)給動(dòng)作映射為離散事件，進(jìn)而將包含充電器、動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)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(dòng)的連續(xù)狀態(tài)變化過(guò)程，再運(yùn)用混雜系統(tǒng)理論與方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車能量系統(tǒng)的建模和分析。
中國(guó)已確定在2020年實(shí)現(xiàn)500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車上路的目標(biāo)，這占到全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)的35%。調(diào)查顯示，60%的中國(guó)受訪者稱會(huì)考慮購(gòu)買混合動(dòng)力汽車或純電動(dòng)汽車，較之美國(guó)、日本、德國(guó)等其他國(guó)家高出近5倍。能源發(fā)展的趨勢(shì)加上消費(fèi)者的認(rèn)可，使得我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。?guó)內(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(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求等不足。國(guó)外雖有類似產(chǎn)品，但核心技術(shù)被壟斷且價(jià)格昂貴。本作品適用于端電壓≤5V的所有類型動(dòng)力電池，適用范圍廣；采用模塊化、可配置設(shè)計(jì)，通用性強(qiáng)；利用回路復(fù)用結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精簡(jiǎn)電路設(shè)計(jì)，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(jiǎng)
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(jìng)賽中獲得特等獎(jiǎng)。

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(jìng)賽中獲得特等獎(jiǎng)。

本作品已通過(guò)國(guó)家認(rèn)定的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)合格認(rèn)證。