黃文杰　陳基

摘 要：隨著我國節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，電動(dòng)車成為人們綠化出行的重要交通工具。該文基于電池系統(tǒng)對磷酸鐵鋰電池的管理策略入手，闡述了均衡控制策略和熱管理策略。最后，從快速更換模式、整車運(yùn)行模式，論述了智能電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行模式。該文旨在通過相關(guān)知識的闡述，為今后相關(guān)領(lǐng)域的研究提供一定的參考資料。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車 電池系統(tǒng) 智能化

中圖分類號：U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-00-01

“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”是中華民族偉大復(fù)興、持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，需要認(rèn)真貫徹執(zhí)行。近年來，電動(dòng)車成為人們綠色出行的重要工具，是改善交通污染的重要方面。在動(dòng)車的使用中，電池系統(tǒng)的安全使用是關(guān)鍵。該文從電池系統(tǒng)的管理和設(shè)計(jì)方面，論述了電池的均衡控制策略、熱管理策略，以及快速更換模式、整車運(yùn)行模式，為電池系統(tǒng)的安全使用，提高電池組運(yùn)行效率，延長使用壽命等，具有重要的實(shí)際意義。

1 電池系統(tǒng)對磷酸鐵鋰電池的管理

策略

相比較于單體磷酸鐵鋰電池，磷酸電池組的使用壽命較短，且磷酸鐵鋰電池的一致性是其性能和安全的重要因素。而電池一致性問題往往由電池原材料的品質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境和制造設(shè)備所決定。在該部分中，主要論述磷酸鐵鋰電池的管理策略，以提供實(shí)際的指導(dǎo)資料。

1.1 磷酸鐵鋰電池的均衡控制策略

磷酸鋰電池的均衡控制，不僅可以有效控制電池的充放電，避免出現(xiàn)過充過放的問題，而且可以提高電池組的容量利用率，延長電池使用壽命。從實(shí)際來看，目前鋰電池均衡控制最成熟的方式是主要是：電阻分流。

在充電的過程中，選擇均衡控制的具體策略如下。

（1）處于正常充電結(jié)束狀態(tài)時(shí)，如果出現(xiàn)多節(jié)或單節(jié)電池處于超均衡電壓狀態(tài)，且彼此間的電壓差異大。則將電壓高的標(biāo)注為需均衡的電池。在本次或下次充電的過程中，對應(yīng)開啟均衡電路，對其中一部分電流進(jìn)行分流，而在此過程中，其他并未開啟均衡電路的電流，其上升速度較緩慢。這樣一來，電池組就可以逐漸地達(dá)到一致性，且實(shí)際均衡的效果較好。

（2）處于正常充電結(jié)束狀態(tài)時(shí)，如果電池組的所有電池均出現(xiàn)超電壓狀態(tài)，且彼此間的電壓差異小。則說明電池在一致性方面的效果較為良好，在進(jìn)行下次充電的時(shí)候，無需對電池進(jìn)行相關(guān)的均衡處理。而具體的均衡電壓值，需要通過實(shí)驗(yàn)來獲取。在實(shí)際操作中，均衡電壓的大小需要控制好，過大的電力會(huì)造成電阻發(fā)熱，影響到均衡效果。同時(shí)，電阻功率也要嚴(yán)格控制，基于電池管理系統(tǒng)的限制，避免電阻功率過大。通常情況下，均衡電流比較小，這就決定充電過程只是對電池一致性進(jìn)行稍微改善。如果電池要實(shí)現(xiàn)較大改善，就需要進(jìn)行多次充電操作。

1.2 磷酸鐵鋰電池的熱管理策略

在對電池溫度的檢測中，發(fā)現(xiàn)其溫度已達(dá)到了開風(fēng)溫度閾值，則需要采取相關(guān)措施，對電池組進(jìn)行降溫處理，如開啟電池管理系統(tǒng)風(fēng)機(jī)，就可以較好實(shí)現(xiàn)。在電池管理系統(tǒng)下，對風(fēng)機(jī)的滯環(huán)進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對電池的冷卻處理。如果電池出現(xiàn)異常工作或過熱問題，即使風(fēng)機(jī)處于開啟狀態(tài)，而溫度仍持續(xù)升高，則其也會(huì)持續(xù)的做出警報(bào)，提醒相關(guān)人員停止運(yùn)行，對電池進(jìn)行冷卻處理和檢查，以確保電池組處于安全使用狀態(tài)。

2 智能電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行模式

2.1 快速更換模式

在該模式下，電池組需要卸下之后，進(jìn)行電池的地面充電。此時(shí)，電池組處于整體系統(tǒng)狀態(tài)，對電池的狀態(tài)監(jiān)測、評估，以及熱管理、故障報(bào)警等，進(jìn)行全面的檢查管理。對于智能電池組，其自身具備有電流的測量功能，并且通過安時(shí)計(jì)量，對SOC進(jìn)行估算，而在后期可以對SOC做相關(guān)的修正處理。如果電池組充電完畢，那么需要利用主控模塊，對每節(jié)電池的SOC進(jìn)行巡檢，并把最小值的SOC最為整個(gè)電池組的SOC。這是因?yàn)椋姵亟M是處于串聯(lián)狀態(tài)，即使出現(xiàn)SOC值較高的電池包，一旦SOC最小值的電池包沒電，其整個(gè)串聯(lián)電池組就無法實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)。所以，在電動(dòng)車電池組的快速更換中，會(huì)將SOC的最小值作為電池組的SOC值。

2.2 整車運(yùn)行模式

在該運(yùn)行模式下，基于CAN總線模式，實(shí)現(xiàn)主控模塊對電池溫度、SOC、電壓等信息進(jìn)行接收。并針對電池系統(tǒng)的估算，對電池組做出科學(xué)的評價(jià)，以及故障報(bào)警。對于主控模塊，其自身就具備有電流的測量功能，可以對電池的充放電起到較好的管理作用。同時(shí)，電池的絕緣性測量，也可以通過主控模塊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，如果電池組存在絕緣問題，那么也會(huì)做出報(bào)警反應(yīng)。通過CAN總線，實(shí)現(xiàn)了主控模塊對報(bào)警信息和電池信息的發(fā)送。且在監(jiān)控器終端做出相應(yīng)的反應(yīng)，將相關(guān)充電信息發(fā)送至充電機(jī)。

3 結(jié)語

我國環(huán)境問題突出，且日益突出的交通污染再次引發(fā)人們的思考。近年來，電動(dòng)車成為了人們綠色出行的重要工具，而電動(dòng)車電池系統(tǒng)的安全、有效使用，是電動(dòng)車日益發(fā)展的需求。該文基于熱管理、均衡管理兩方面，論述了相關(guān)的管理策略，這對于電池系統(tǒng)的維護(hù)管理，起到重要的實(shí)際作用，是提高電池安全使用率的重要指導(dǎo)資料。

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