電池管理系統關鍵技術綜述

摘要：在當今社會人們對各種電子產品的需求越來越大，而這些電子產品的性能和可靠性也成為了一個重要的問題和挑戰。在這種情況下，電池管理系統的研究就顯得尤為必要。隨著科學技術的發展以及人民生活水平的提高和對環保意識的增強、對電池的要求不斷增加，開發一種高效的電池管理控制系統是十分有意義的事情。本文首先對電池管理系統的相關功能進行分析，然后對數據采集的特點進行研究，這樣能夠更好地對電池管理系統進行分析，希望能夠通過本文的分析讓越來越多的人了解電池管理系統。

關鍵詞：電池;管理系統;關鍵技術;研究綜述

引言：目前，隨著社會經濟的發展和人們對電池的要求越來越高，電池組的重要性也就日益突出。在電池組中，最重要的一個環節就是充放電，所以充放的效率和壽命直接決定了電池的使用時間。但是由于現在的電池組的充電方式比較單一，而且在實際的操作過程中，很多時候都是采用的傳統充放的方法進行的工作模式，這樣不僅僅浪費能源，并且還增加了成本，不利于企業的長久持續的生產與運營。

一、電池管理系統的相關綜述

電池實際使用時，環境溫度、使用條件、電池老化等因素會影響電池的內部狀態。電池等效模型的某些參數也會隨著工作條件的變化而變化。因此，有必要對蓄電池等效模型參數進行準確的實時更新。在線辨識系統參數最常用的方法是遞推最小二乘法（FFRLS）[1]。該算法簡單穩定，但隨著遞歸過程中數據量的增加，新數據的生成會受到舊數據的影響，從而導致較大的誤差。針對以上存在的問題，中國礦業大學周娟等人研究制定了一種全新的復合參數辨識方案，在此類工況的基礎上又研究制定了一種全新的復合參數辨識方案。提出一種帶有約束因素的蓄電池參數進行融合遞推的最小二次式[2]。該模型可以用于不同電流的辨識，工況適應性強，后續狀態估計精度高。北京理工大學熊瑞等提出了一種基于電池模型的在線參數辨識算法。以simulink/xpc為目標，建立了基于遞推最小二乘自適應濾波算法的模型和參數辨識算法。結果表明，該方法能準確識別模型參數估計誤差在1%以內。西安交通大學寧波分校等設計了動力電池自適應參數觀測器，對估計參數進行移動平均濾波以降低噪聲[3]，并通過對蓄電池參數的在線估計，實時修正和更新模型誤差。電池型號參數在150秒內穩定，所有值都收斂到真實值。Tian等人研究了遺忘因子遞推最小二乘法（FFRLS）[4]。在rls中引入遺忘因子來調整新舊數據的比值，使得當有新數據時，舊數據的比值降低，從而使算法更快地收斂到實際值。

二、電池管理系統的數據采集

（一）基本需求

BMU單體電池數據檢測是BMS的核心和關鍵功能。首先，電池信息采集系統需要實現對電池狀態的實時監測，包括電池的電壓、電流、溫度等參數。其次是對當前的電池數據進行處理，如電量的變化和其他相關指標的異常等。最后是對數據的分析和整理，通過這些數據來判斷是否存在問題，并做出相應的應對措施。在設計過程中主要有以下幾點要求：能夠準確的獲取所需的電池數據。能及時地記錄出所需的時間以及環境狀況?？梢愿鶕煌那闆r選擇合適的方法來完成充電。能將采集到的數據上傳到云端數據庫方便以后的維護與更新，同時也要考慮到未來的發展趨勢。

（二）采集方法

BMU數據采集包括單體電池電壓、電流、電池組總電壓、總電流、單體電池溫度、均衡電流、內阻、絕緣等?，F在電池管理系統的數據采集方法有很多，主要分為以下幾種：1）直接采集法，這種方法是通過電池的內部結構來進行數據的收集工作，在這個過程中，需要對電池的外部信息和電池的物理參數都有一定的了解和掌握;2）間接采集法，在整個系統中，如果沒有一個完整的數據庫或者是存儲的數據不夠充足，那么就會導致數據的不準確性，這樣的話，就不能對電池的各種性能做出正確的判斷;此外，當出現一些問題的時候也不能夠及時地發現并處理，這樣子會影響到整體的運行效率;3）網絡法，這是一種利用計算機的智能技術來實現對大量的數據樣本的分析、挖掘、分類的新型技術。它可以將復雜的計算任務簡單化，而且還能提高運算的精度;同時還能降低成本，減少人力，這也是目前最常用的方法之一。但是由于其算法的復雜性以及其應用的廣泛性，所以該方法的缺點也很明顯，目前最為成熟的一種單電池檢測芯片就是ADI公司生產的LTC6082-2芯片，它能夠將12個鋰離子電池中的串聯式電壓進行13ms 內的測量，最大電流測量誤差可以控制在0.25%以內。該系列主要針對高壓電力傳輸器，特別是LTC6083及LTC6084芯片。高功率單晶硅電池機組包括多臺串聯、并接式單晶硅電池。如果有必要，還可利用無線網絡或其他通信手段，把收集的原始資料上傳到電腦，以供下次觀察。要注意的是，在實際的操作過程中，要盡量避免一些突發的問題發生，例如：電量的突然減少，或者是頻繁的停電等。

三、結語

電動汽車的主要驅動力源是一種由電池組成的管理系統，它們的性能對于電動汽車而言，有著直接的經濟效益、動力性以及可靠度。電池管理系統應保證蓄電池在復雜的車輛駕駛環境中安全、可靠、高效地工作。本文針對當前電池管理系統中存在的關鍵問題進行了研究。同時對電池管理系統的關鍵性綜述進行了簡要的分析。隨著電子行業的不斷發展與興起，國內的電池管理系統迎來了新的挑戰，希望通過本文對電池管理系統的研究能夠讓越來越多的人對其有一定的了解。

參考文獻

[1]盧蘭光，李建秋，華劍鋒，歐陽明高.電動汽車鋰離子電池管理系統的關鍵技術[J].科技導報，2016，3406：39-51.

[2]張劍波，盧蘭光，李哲.車用動力電池系統的關鍵技術與學科前沿[J].汽車安全與節能學報，2012，302：87-104.

[3]司康.電動汽車核心技術之動力電池及管理系統（三）——電池管理系統及其關鍵技術[J].交通世界（運輸.車輛），2012，09：40-44.

[4]何巍巍，宋德勇，楊申申，張偉，鄭鵬.深海載人潛水器電池管理系統控制策略研究[J].電源技術，2020，4407：1009-1011.

作者簡介：江子賢 民族：漢 性別：女 出生年月1989.5.26 單位：佛山市頤然電子科技有限公司 籍貫：廣東省廣州市 現戶籍：廣東省廣州市 郵編528000