电动汽车的动力续航里程很大程度上取决于车载动力电池的性能，而锂离子电池组的安全性与充电均衡性问题则是制约其发展的关键瓶颈。本文深入分析了国内外电动汽车动力电池的发展态势，着重探讨了前景看好的锂离子电池管理系统及其核心功能。
电动汽车以电能替代化石燃料，被视为未来交通发展的长远解决方案。动力电池系统作为电动汽车的“心脏”，只有深入了解，才能推动电动汽车的普及。本文从电动汽车主要车载动力电池的发展趋势出发，对具有发展潜力的锂离子电池及其管理系统进行了深入研究。
锂离子电池组在充电过程中若出现充电不均衡，容易导致过充放电，严重损害电池使用寿命。本文提出了一种新型智能充电模式，旨在提高电池组充电的安全性、可靠性，延长使用寿命，降低使用成本。
**1. 车载锂离子电池管理系统**
作为电动汽车电池的“大脑”，电池管理系统（BMS）在混合动力电动汽车中能监测电池剩余电量、预测电池功率强度，便于对整个电池系统和整车系统的掌控。在纯电动汽车中，BMS还具有预测行驶里程、故障诊断等智能调节功能，对锂离子电池的作用尤为明显。
如图1所示，BMS的数据采集模块对电池组的电压、电流和温度进行测量，然后将数据分别传送到热管理模块、安全管理模块进行数据显示。热管理模块对电池单体温度进行控制，确保电池组处于*优温度范围内。安全管理模块对电池组的电压、电流、温度及荷电状态（SOC）进行判断，当出现故障时发出报警并及时采取保护措施。状态估计模块根据采集的电池状态数据，进行SOC和健康状态（SOH）估算。
目前，SOC估算技术较为成熟，而SOH估算技术尚不成熟。能量管理模块对电池的充放电过程进行控制，包括电池电量均衡管理，消除电池组中各单体的电量不一致问题。数据通信模块采用CAN通信方式，实现BMS与车载设备和非车载设备之间的通信。
BMS的核心功能包括SOC估算、均衡管理和热管理，此外还有充放电管理、预充电机充电管理等。在电池充放电过程中，需要根据环境状态、电池状态等相关参数进行管理，设置电池的*佳充放电曲线。
**2. 电池管理系统的核心功能**
**2.1 SOC估算**
SOC用于描述电池剩余电量，是电池使用过程中*重要的参数之一。精确的SOC估算可以*大限度地避免电池组的过充放电问题，提高其可靠性。
电池SOC的估算在内部工作环境和外界使用环境变换的影响下呈现出非常强烈的非线性。影响电池容量的内外因素有多种，如电池温度、电池寿命、电池内阻等，要准确完成SOC估算有很大困难。
现有的SOC估算方法有：
（1）安时计量法：结构简单、操作方便，但精度不高。
（2）开路电压法：与SOC有近似线性关系，但测量要求严格，不适合在线实时检测。
（3）卡尔曼滤波法：适用于电流波动剧烈的混合动力电池，但要求系统处理速度较高。
（4）神经网络法：可以模拟电池动态特性，估算SOC，但需要大量参考数据。
**2.2 均衡管理**
电池单体的差异会导致充电不均衡，从而引起过充或过放现象，损害电池使用寿命。实现电池均衡可以*大限度地发挥动力电池的效用，延长使用寿命，增加安全性。
现阶段国内外主流均衡方法有：
（1）电阻均衡法：简单、成本低，但能量损耗较大，效率较低。
（2）开关电容法：弥补了电阻均衡的缺点，但控制电路复杂，均衡速度较慢。
（3）变压器均衡法：基于对称多绕组变压器结构的串联电池组主动均衡控制方法，但电路复杂、器件多，体积庞大。
（4）集中式均衡：能迅速地使整个电池组为电池单体转移能量，但多个电池的均衡操作不能并行进行，且需要大量线缆连接。
**2.3 热量管理**
温度对电池各方面性能都有影响。热管理的目的是通过加热或散热措施将电池系统的温度维持在一定的范围内，并尽量保持电池组内的温度一致性。
温度管理主要完成以下4项功能：
（1）快速加热低电阻条件下的电池组。
（2）保证电池温度场的均匀分布。
（3）电池温度的准确测量和**。
（4）在电池组温度过高时，有效地疏散热量。
常用的冷却方法有自然对流法、强迫空气对流法、液体流法、相变材料法和热管理法等，常用的加热方法有电池内部加热法、加热板法、加热套法和热泵法等。
**3. 锂离子电池充电机充电技术**
**3.1 现状及发展趋势**
根据电池容量的限制选择不同的充电机充电模式是延长蓄电池使用寿命的必然选择。锂离子电池充电机充电方法较多，*简单的是恒定电压充电机充电法。
电动汽车对电池充电机充电技术的要求包括：
（1）充电机充电过程快速化。
（2）充电机充电设备通用化。
（3）充电机充电策略智能化。
（4）电能变换高效化。
（5）充电机充电系统集成化。
**3.2 智能充电机充电技术**
本文针对锂离子电池组充电机充电过程中易产生的不均衡性和安全性问题，提出了一种基于电动汽车BMS的智能充电机充电模式。
在整个充电机充电过程中，BMS系统主要针对锂离子电池组进行电池电压、电流信号的监测和温度、连接状态等的检测；充电机充电机中的智能管理系统针对充电机充电设备的输出模式进行实时**。BMS系统与充电机充电设备智能管理系统实现智能通讯，进行电池组与充电机充电设备状态的实时模式比对，为电池组选择*优的充电机充电模式。
在充电机充电初始过程中，BMS对锂离子电池组进行允许*大充电机充电量估计，即对整个电池组的单体进行SOC评估，测出电池组*大可充电机充电量。并结合预先设定的充电机充电量安全系数，计算出电池组*大允许充电机充电量。
充电机充电过程中，按照*大允许充电机充电量对锂离子电池组进行充电机充电。充分利用BMS的能量管理模块，对电池组单体进行充电机充电均衡控制，保证单体参数一致性。同时在充电机充电过程中，需要对SOC值进行周期性检测。
利用BMS系统的状态估计功能，结合安全管理，*大限度防止电池组的过充电机充电。在达到电池组*大充电机充电量之后，BMS和充电机充电设备智能管理系统均可以智能控制充电机充电控制器，结束充电机充电过程。同时，BMS断开与充电机充电机智能监测系统的通讯。
智能充电机充电方式不仅能够解决锂离子电池组充电机充电不均衡问题，也能*大限度地保证电池组充电机充电安全性，延长锂离子电池组使用寿命，保证其使用安全性。
**4. 锂离子电池检测技术**
我国大力发展电动汽车产业，并积极推动相关充电设施建设。然而，在实际应用中，许多示范性设备运行中发现许多问题，如电池的筛选匹配、设备的发热、连接装置的插拔接口接触不良等。这些问题如果不能解决，将对其发展产生不利影响。
随着电动汽车基础设施的大量建设，急需相关配套检测方案。天津市电力公司开展《移动式电动汽车充电机充电关键设备检测技术研究》项目，其中针对电动汽车换电站*重要的是对电池组的检测。
电动汽车换电站中主要包括电池故障诊断、筛选维护和基于BMS监测的分箱充电机充电技术，将针对电池筛选装置和充电机充电机的性能进行重点检测。对锂离子电池特性的研究和掌握，有利于对换电站中筛选装置精确度进行判断，提高电池使用寿命。
通过对大量已投入运行的充电机充电关键设备进行调研，有利于掌握其运行特性和故障特性，提高检测效率，形成简便快捷的移动式检测方案。这将是一道强有力的核心技术保障，有助于电动汽车的全面发展。
**5. 结语**
本文对锂离子电池系统进行了分析，对BMS的构成和核心功能进行了重点介绍，针对电池组充电机充电不均衡问题提出了一种智能充电机充电模式。一套完善的智能充电机充电系统可以协调充电机充电机与电池组之间的供求关系，为电池组提供更加安全可靠的充电机充电模式，延长其寿命，增加电池组可靠性且降低运行成本，将成为未来电动汽车技术的研究重点。与智能充电机充电技术相匹配的便捷的、快速的“移动式”充电机充电关键设备检测装置的研发势在必行。
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